Автореферат (1145424), страница 4
Текст из файла (страница 4)
3.ãäå I íà÷àëüíîå äâóõýëåêòðîííîå ñîñòîÿíèå, ðàñïàäàþùååñÿ â êîíå÷íîå ñîñòîÿíèå F ñ èñïóñêàíèåì ôîòîíà ω0 .  ðàìêàõ ìåòîäà êîíòóðà ëèíèè ñîñòîÿíèå èîíààññîöèèðóåòñÿ ñ ïîçèöèåé ðåçîíàíñà. Ïîýòîìó ìû áóäåì ðàññìàòðèâàòü áîëåå îáùèé ïðîöåññ, êîòîðûé âêëþ÷àåò â ñåáÿ ïåðåõîä (4):ωωω00A0 −→ I −→F −→ A0 ,(5)ò.å., ïåðåõîä èç ñîñòîÿíèÿ A0 (ïîëîæèì, ÷òî A0 îñíîâíîå ñîñòîÿíèå) â ñîñòîÿíèåI ñ ïîãëîùåíèåì ôîòîíà ω . Çàòåì ñîñòîÿíèå I ðàñïàäàåòñÿ â ñîñòîÿíèå F ñ èñïóñêàíèåì ôîòîíà ω0 è, íàêîíåö, ñîñòîÿíèå F ðàñïàäàåòñÿ íàçàä â îñíîâíîå ñîñòîÿíèåA0 ñ èñïóñêàíèåì ôîòîíà ω 0 .
Íà÷àëüíîå ñîñòîÿíèå (I ) àññîöèèðóåòñÿ ñ ðåçîíàíñîì(0)(0)îêîëî ω = −EA0 + EI , ãäå EI ýíåðãèÿ (â íóëåâîì ïîðÿäêå òåîðèè âîçìóùåíèé,ò.å. ñóììà äèðàêîâñêèõ ýíåðãèé) ñîñòîÿíèÿ I . Êîíå÷íîå ñîñòîÿíèå (F ) îïðåäåëÿ(0)åòñÿ ðåçîíàíñîì îêîëî ω 0 = −EA0 + EF . Ýíåðãèÿ îñíîâíîãî ñîñòîÿíèÿ A0 äà¼òñÿêàê EA0 . äèññåðòàöèè ïîêàçàíî, ÷òî â ðåçîíàíñíîì ïðèáëèæåíèè àìïëèòóäà ïðîöåññàðàññåÿíèÿ (5) ìîæåò áûòü çàïèñàíà êàê11Ξ(ω)T.(6)0D(ω 0 ) − ∆V (ω 0 )D(ω) − ∆V (ω)Ìàòðèöà T îïèñûâàåò ïîãëîùåíèå ôîòîíà ω îñíîâíûì ñîñòîÿíèåì A0 . ÌàòðèöàT + îïèñûâàåò èçëó÷åíèå ôîòîíà ω 0 ñ ïåðåõîäîì â îñíîâíîå ñîñòîÿíèå A0 . ÌàòðèöàD(ω) = EA0 + ω − V (0) , ãäå EA0 ýíåðãèÿ ñîñòîÿíèÿ A0 , V (0) ñóììà äèðàêîâñêèõ ýíåðãèé ýëåêòðîíîâ, ïðèíàäëåæàùèõ ñîñòîÿíèþ I .
Ìàòðèöà D äèàãîíàëüíàÿ ìàòðèöà â áàçèñå äâóõýëåêòðîííûõ ôóíêöèé â j j ñâÿçè. Ìàòðèöà îïåðàòîðàâçàèìîäåéñòâèÿ ∆V (ω) ïîäðîáíî èññëåäîâàíà â äèññåðòàöèè, îíà âêëþ÷àåò â ñåáÿ ìåæýëåêòðîííîå âçàèìîäåéñòâèå (îáìåí îäíèì è äâóìÿ ôîòîíàìè Ðèñ. 3-5) èðàäèàöèîííûå ïîïðàâêè.U = T+17Ïðàâûé çíàìåíàòåëü îòâå÷àåò ðåçîíàíñó, àññîöèèðóþùåìóñÿ ñ ñîñòîÿíèåì I , àëåâûé çíàìåíàòåëü îïðåäåëÿåò ðåçîíàíñ äëÿ ñîñòîÿíèÿ F . Ôóíêöèÿ Ξ(ω0 ) ñëîæíàÿ âåðøèíà, êîòîðàÿ îïèñûâàåò èçëó÷åíèå ôîòîíà ω0 ñîñòîÿíèåì I ñ ïåðåõîäîìâ ñîñòîÿíèå F .
Ìàòðè÷íûé ýëåìåíò âåðøèíû Ξ(ω0 ), ïîñ÷èòàííûé íà ñîáñòâåííûõâåêòîðàõ ΦI , ΦF ìàòðèö D(ω)−∆V (ω) è D(ω 0 )−∆V (ω 0 ), îòâå÷àþùèõ ñîñòîÿíèÿìI è F , ñîîòâåòñòâåííî, ïðåäñòàâëÿåò àìïëèòóäó ïåðåõîäà (4)(7)UI→F = (Ξ(ω0 ))ΦF ΦI .Ñîáñòâåííûå âåêòîðà ΦI , ΦF è âåðøèíà Ξ(ω0 ) ìîãóò áûòü ïîñòðîåíû â êàæäîìïîðÿäêå ÊÝÄ òåîðèè âîçìóùåíèé. Ïðîöåäóðà èõ ïîñòðîåíèÿ ðàññìàòðèâàåòñÿ âäèññåðòàöèè. ïàðàãðàôå 3.1. ðàññìàòðèâàþòñÿ îäíîýëåêòðîííûå èîíû. ïàðàãðàôå 3.2.
ðàññìàòðèâàþòñÿ äâóõýëåêòðîííûå èîíû, íóëåâîé ïîðÿäîêòåîðèè âîçìóùåíèé ïî ìåæýëåêòðîííîìó âçàèìîäåéñòâèþ (ñì. Ðèñ. 6).F1k0 , e0F2F1F2ssI1I2I1(a)k0 , e0I2(b)Ðèñ. 6: Ôåéíìàíîâñêèå ãðàôèêè, ïðåäñòàâëÿþùèå îäíîôîòîííûé ïåðåõîä â äâóõýëåêòðîííîì èîíå â íèçøåì ïîðÿäêå ïîα. Ii (i = 1, 2)èFi (i = 1, 2)îáîçíà÷àþò íà÷àëüíîå èêîíå÷íîå ñîñòîÿíèÿ äâóõýëåêòðîííîãî èîíà. ïàðàãðàôå 3.3. ðàññìàòðèâàþòñÿ äâóõýëåêòðîííûå èîíû, ïåðâûé ïîðÿäîê òåîðèè âîçìóùåíèé ïî ìåæýëåêòðîííîìó âçàèìîäåéñòâèþ (îäíîôîòîííûé îáìåí)(ñì.Ðèñ. 7). Ïîêàçàíî, ÷òî ìàòðè÷íûå ýëåìåíòû îïåðàòîðà Ξ èìåþò âèäΞ = Ξ(0) + Ξ(1) + e O(α2 ) ,(8)(k ,λ )∗(9)ãäå(0)Ξu1 u2 d1 d2 = 2eAu10d1 0 δu2 d2 ,X∂(1)0 ,λ0 )∗I(|x|)Ξu1 u2 d1 d2 =e3 A(knu2 d1 d2u1 n∂xnx=εu2εn +εu2 =εd +εd1218−εd2u1u2ru1r❍❍✟✟k0 , e0nrrnrd1u2k0 , e0✟✟❍❍d2rd1d2Ðèñ.
7: Ôåéíìàíîâñêèå ãðàôèêè, ïðåäñòàâëÿþùèå îäíîôîòîííûé ïåðåõîä â äâóõýëåêòðîííîì èîíå â ïåðâîì ïîðÿäêå òåîðèè âîçìóùåíèé ïî ìåæýëåêòðîííîìó âçàèìîäåéñòâèþ.+Xnεn +εd =εu1 +εu22∂eIu1 u2 nd2 (|x|)∂xx=εd(k ,λ0 )∗3−εu22And01.(10)(k ,λ )∗Aud0 0 îïèñûâàåò èçëó÷åíèå ôîòîíà ýëåêòðîíîì â ñîñòîÿíèè d ñ ïåðåõîäîì â ñîñòîÿíèå u. Iu1 u2 d1 d2 (Ω) îïèñûâàåò îäíîôîòîííûé îáìåí. Óðàâíåíèå (10) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðèâîäèìóþ ÷àñòü ïîïðàâîê ïåðâîãî ïîðÿäêà, ò.å. âêëàä ññûëî÷íûõñîñòîÿíèé. ïàðàãðàôå 3.4.
ïðåäñòàâëåíî âû÷èñëåíèå âåðîÿòíîñòè ïåðåõîäîâ äëÿ äâóõýëåêòðîííûõ èîíîâ, â ÷àñòíîñòè, äëÿ êâàçèâûðîæäåííûõ óðîâíåé. ïàðàãðàôå 3.5. îáñóæäàþòñÿ ðåçóëüòàòû ðàñ÷¼òîâ.Ãëàâà 4. Ðåêîìáèíàöèÿ ïàðàãðàôå 4.1. îáñóæäàåòñÿ ïðîöåññ ðåêîìáèíàöèè ýëåêòðîíîâ ñ ìíîãîçàðÿäíûìè èîíàìè, â ÷àñòíîñòè, ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðîöåññ äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè.Äèýëåêòðîííàÿ ðåêîìáèíàöèÿ èãðàåò ôóíäàìåíòàëüíóþ ðîëü â îïðåäåëåíèè çàñåëåííîñòè óðîâíåé, èîíèçàöèîííîãî áàëàíñà âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ëàáîðàòîðíîéè àñòðîôèçè÷åñêîé ïëàçìû.
Ðàçâèòèå óñêîðèòåëåé èîíîâ, ëîâóøåê (EBIT) è íàêîïèòåëüíûõ êîëåö ñäåëàëî âîçìîæíûì íàáëþäàòü áîëåå äåòàëüíûå è ñëîæíûåñïåêòðû. Èç ýêñïåðèìåíòîâ ïî äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè ìîæíî ïîëó÷èòü òî÷íûå çíà÷åíèÿ ðåçîíàíñíûõ ýíåðãèé äâàæäû âîçáóæä¼ííûõ ñîñòîÿíèé è äèíàìèêóñòîëêíîâåíèé. Ïàðöèàëüíûå øèðèíû ïðîöåññîâ çàõâàòà è çàòóõàíèÿ ñòàëè òàêæåîáúåêòîì ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ. Èçìåðåíèÿ ôîðìû ëèíèé ðåçîíàíñîââ ìíîãîçàðÿäíûõ èîíàõ ïðåäîñòàâëÿþò èíôîðìàöèþ î ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿîõëàæäàþùåãî ýëåêòðîííîãî ïó÷êà è åñòåñòâåííûõ øèðèíàõ. íàñòîÿùåì èññëåäîâàíèè ïðîöåññ äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè ñ ïîìîùüþìåòîäà êîíòóðà ëèíèè ðàññìàòðèâàåòñÿ ñòðîãî â ðàìêàõ ÊÝÄ.
 ðàìêàõ ýòîãî ìåòîäà ìåæýëåêòðîííîå âçàèìîäåéñòâèå ÷àñòè÷íî ó÷òåíî âî âñåõ ïîðÿäêàõ òåîðèè19âîçìóùåíèé, òàêæå ó÷èòûâàþòñÿ ðàäèàöèîííûå ïîïðàâêè ê ïðîöåññó äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè. ïàðàãðàôå 4.2. ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðîöåññ ðåêîìáèíàöèè ýëåêòðîíîâ ñ Hïîäîáíûìè èîíàìè.  êà÷åñòâå ïðèìåðà ðàññìàòðèâàåòñÿ ðåêîìáèíàöèÿ ñ Hïîäîáíûì èîíîì óðàíàe− (e ) + U 91+ (1s) → U 90+ (1s1s) + γ(ω) .(11) ýòîì ïðîöåññå íà÷àëüíîå ñîñòîÿíèå ñèñòåìû ïðåäñòàâëåíî îäíîýëåêòðîííûìèîíîì óðàíà (U 91+ (1s)) â îñíîâíîì ñîñòîÿíèè è íàëåòàþùèì ýëåêòðîíîì (e(e ))ñ ýíåðãèåé e . Êîíå÷íîå ñîñòîÿíèå ýòî äâóõýëåêòðîííûé èîí óðàíà (U 90+ (1s1s))â îñíîâíîì ñîñòîÿíèè è èçëó÷¼ííûé ôîòîí èëè íåñêîëüêî ôîòîíîâ γ(ω) ñ ïîëíîé ýíåðãèåé (ω ), îïðåäåëÿåìîé çàêîíîì ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè.
Ñå÷åíèå ðàññåÿíèÿýòîãî ïðîöåññà êàê ôóíêöèÿ ýíåðãèè íàëåòàþùåãî ýëåêòðîíà (e ) îáíàðóæèâàåò ðåçîíàíñû â îáëàñòè, ãäå ñóììà ýíåðãèé íàëåòàþùåãî ýëåêòðîíà è ñâÿçàííîãî1s-ýëåêòðîíà (e + 1s ) áëèçêà ê ýíåðãèÿì äâàæäû âîçáóæä¼ííûõ äâóõýëåêòðîííûõ êîíôèãóðàöèé (2s2s), (2s2p), (2p2p) è ò.ä.  äèññåðòàöèè ðàññìîòðåíû òîëüêî äâàæäû âîçáóæä¼ííûå êîíôèãóðàöèè ñ 2s è 2p-ýëåêòðîíàìè. Äîìèíèðóþùèìïðîöåññîì, äàþùèì âêëàä â ðåçîíàíñû, ÿâëÿåòñÿ ïðîöåññe− (e ) + U 91+ (1s) → U 90+ (d) → U 90+ (r) + γ(ω) → · · · .(12)Ýòîò ïðîöåññ íàçûâàåòñÿ äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèåé.
Çäåñü äâàæäû âîçáóæä¼ííàÿ äâóõýëåêòðîííàÿ êîíôèãóðàöèÿ (d) ýòî îäíà èç (2s2s), (2s2p) (2p2p) êîíôèãóðàöèé. Îäíîêðàòíî âîçáóæä¼ííàÿ äâóõýëåêòðîííàÿ êîíôèãóðàöèÿ (r) ýòîîäíà èç (1s2s), (1s2p) êîíôèãóðàöèé. ×àñòîòà ω èçëó÷¼ííîãî ôîòîíà γ(ω) îïðåäåëÿåòñÿ çàêîíîì ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè. Åñëè ýíåðãèÿ íà÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ðàâíàýíåðãèè âîçáóæä¼ííîé äâóõýëåêòðîííîé êîíôèãóðàöèè (òîëüêî äâàæäû âîçáóæä¼ííàÿ êîíôèãóðàöèÿ ìîæåò óäîâëåòâîðÿòü ýòîìó óñëîâèþ), ñå÷åíèå ðàññåÿíèÿïîêàçûâàåò ðåçîíàíñ.Ïðîöåññ äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè, äàâàåìûé óðàâíåíèåì (12), âñåãäà èä¼òâìåñòå ñ ïðîöåññîìe− (e ) + U 91+ (1s) → U 90+ (r) + γ(ω) → · · · .(13)Ýòîò ïðîöåññ (13) íàçûâàåòñÿ ðàäèàöèîííîé ðåêîìáèíàöèåé. Ïðîöåññ ðàäèàöèîííîé ðåêîìáèíàöèè íåðåçîíàíñíûé ïðîöåññ, è åãî âêëàä â ñå÷åíèå ðàññåÿíèÿ âíåðåçîíàíñíîé îáëàñòè ÿâëÿåòñÿ äîìèíèðóþùèì.Òàêèì îáðàçîì, ïðîöåññ ýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè ýòî ðåçîíàíñíûé ïðîöåññè â ðåçîíàíñíîé îáëàñòè ñå÷åíèå ðàññåÿíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ (ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ)20ïðîöåññàìè ðàäèàöèîííîé ðåêîìáèíàöèè è äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè.
Âêëàäûýòèõ ïðîöåññîâ â ïîëíîå ñå÷åíèå ðàññåÿíèÿ íåðàçäåëèìî ñìåøàíû.  íèçøåì ïîðÿäêå òåîðèè âîçìóùåíèé ïî ìåæýëåêòðîííîìó âçàèìîäåéñòâèþ òîëüêî ïðîöåññðàäèàöèîííîé ðåêîìáèíàöèè äà¼ò âêëàä (ñì. Ðèñ. 6).  ñëåäóþùèõ ïîðÿäêàõ òåîðèè âîçìóùåíèé îáà ïðîöåññà äàþò âêëàä (ñì. Ðèñ. 7).Äèýëåêòðîííàÿ ðåêîìáèíàöèÿ ñ îäíîýëåêòðîííûì óðàíîì èññëåäîâàëàñü ýêñïåðèìåíòàëüíî è òåîðåòè÷åñêè [17]. ïàðàãðàôå 4.3. ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðîöåññ ðåêîìáèíàöèè ýëåêòðîíîâ ñ Heïîäîáíûìè èîíàìè.  êà÷åñòâå ïðèìåðà ðàññìàòðèâàåòñÿ ðåêîìáèíàöèÿ ñ Heïîäîáíûì èîíîì óðàíàe− + U 90+ (1s1s) → U 89+ (d) → U 89+ (r) + γ → .
. . ,(14)ψe(aux)(r) = ψe (r) θ(R − |r|) ,R(15)ãäå d äâàæäû âîçáóæä¼ííîå ñîñòîÿíèå: (1s2s2s), (1s2s2p) èëè (1s2p2p), r îäíîêðàòíî âîçáóæä¼ííîå ñîñòîÿíèå: (1s1s2s) èëè (1s1s2p).Äèýëåêòðîííàÿ ðåêîìáèíàöèÿ ñ ìíîãîçàðÿäíûìè èîíàìè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîéèíñòðóìåíò äëÿ èññëåäîâàíèÿ áðåéòîâñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ.  äèññåðòàöèè ïîêàçàíî, ÷òî áðåéòîâñêîå âçàèìîäåéñòâèå ìîæåò äàâàòü âàæíûé è äàæå äîìèíèðóþùèé âêëàä â ñå÷åíèå äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè ñ ìíîãîçàðÿäíûìè èîíàìè ñíåáîëüøèì ÷èñëîì ýëåêòðîíîâ. ïàðàãðàôå 4.4.
ïîêàçàíî ïðèìåíåíèå ìåòîäà êîíòóðà ëèíèè äëÿ îïèñàíèÿâçàèìîäåéñòâèÿ ìíîãîçàðÿäíûõ èîíîâ ñî ñâîáîäíûìè ýëåêòðîíàìè.Ïðèìåíåíèå ìåòîäà êîíòóðà ëèíèè ê ðàñ÷¼òó âåðîÿòíîñòåé ïåðåõîäà ïðåäñòàâëåíî â ãëàâå 3. Òåõíèêà, ðàçðàáîòàííàÿ â ãëàâå 3, ïðèìåíèìà òîëüêî äëÿ ñèñòåì ñîñâÿçàííûìè ýëåêòðîíàìè. Òàê êàê â ñëó÷àå ýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè íà÷àëüíîåñîñòîÿíèå ñîäåðæèò ýëåêòðîí èç íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà, áûëî ïðåäëîæåíî ðàññìàòðèâàòü âñïîìîãàòåëüíóþ ñèñòåìó ñâÿçàííûõ ýëåêòðîíîâ, ñâîéñòâà êîòîðûõÿñíî ñâÿçàíû ñî ñâîéñòâàìè íàñòîÿùåé ñèñòåìû.Îáîçíà÷èì âîëíîâóþ ôóíêöèþ ýëåêòðîíà èç íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà êàê ψe (r)è ââåä¼ì ôóíêöèþ(aux)ãäå θ(R − |r|) ñòóïåí÷àòàÿ ôóíêöèÿ Õýâèñàéäà.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
