Диссертация (1149434)
Текст из файла
САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиЛЯЩЕНКО Константин НиколаевичИССЛЕДОВАНИЕ АВТОИОНИЗАЦИОННЫХ СОСТОЯНИЙ ВРЕЗОНАНСНЫХ ПРОЦЕССАХ ПРИ СТОЛКНОВЕНИЯХМНОГОЗАРЯДНЫХ ИОНОВ С АТОМНЫМИ ЧАСТИЦАМИспециальность 01.04.02 - теоретическая физикаДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени кандидатафизико-математических наукНаучный руководитель:кандидат физико-математических наук,АНДРЕЕВ О.Ю.Санкт-Петербург2018ОглавлениеВведение41 Электронная рекомбинация111.1 Описание процесса . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .111.2 Описание электронных состояний . . . . . . . . . . . . . . . .161.2.1Одноэлектронные волновые функции . . . . . . . . . .161.2.2Двухэлектронные волновые функции . . . . . . . . . .171.2.3Трехэлектронные волновые функции . . . . . . . . . .181.2.4Применение метода контура линии . . . . . . . . .
. . .191.3 Выражение для сечения рекомбинации . . . . . . . . . . . . .231.4 Результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261.4.1Рекомбинации с одноэлектронными иономи . . . . . . .261.4.2Рекомбинации с двухэлектронными иономи . . . . . . .292 Ионизация МЗИ362.1 Прямая ионизация . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .382.1.1Описание и применяемые теоретические методы . . . .382.1.2Результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .432.2 Ионизация: возбуждение с последующей автоионизацией . . .502.2.1Описание и применяемые теоретические методы . . . .502.2.2Результаты . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .562Заключение65Таблицы66Рисунки73Приложения106A Явный вид матричных элементов ∆V107B Оже ширина как часть поправки на двухфотонный обмен 112Литература1133ВведениеАктуальность работыФундаментальные процессы, протекающие во время столкновения многозарядных ионов (МЗИ) с различными атомными частицами, на протяжениимногих десятилетий являются объектами активных исследований в областиатомной физики, и интерес к ним остается актуальным до сих пор. Постоянное развитие экспериментальных техник и теоретических методов в данной области, частично сопряженное с техническим прогрессом, приводит кпостоянной актуальности новых, более точных и теоретически строгих, расчетов в рамках квантовой механики и квантовой электродинамики (КЭД).Настоящая диссертация посвящена изучению резонансных процессов таких,как диэлектронная рекомбинация с МЗИ и резонансная ионизация МЗИ, ироли автоионизационных состояний в них.Эти процессы распространены в природе и активно протекают, например, в лабораторной и астрономической плазме, для познания свойств которой необходимо детальное изучение выше обозначенных процессов атомнойфизики.Сечения диэлектронной рекомбинации и резонансной ионизации проявляют максимумы или минимумы, которые соответствуют резонансам с автоионизационными состояниями.
При этом от энергий и ширин этих состояний напрямую зависят положение резонансов в сечениях и форма этих сече-4ний. Для корректного теоретического описания автоионизационных состояний необходимо применение квазивырожденной теории возмущений, что вданной работе осуществляется в рамках метода контура линии.Участие автоионизационных состояний в этих процессах происходит благодаря межэлектронному взаимодействию. Поэтому, при их рассмотрении,открывается возможность изучения и межэлектронного взаимодействия.
Вчастности, в данной работе детально изучается роль брейтовского взаимодействия.Цель работы1. Развитие метода контура линии для описания двух и трехэлектронныхМЗИ.2. Численный расчет дифференциальных и полных сечений электронной рекомбинации в столкновениях изначально одно- и двухэлектронных МЗИ сосвободными и квазисвободными электронами.3. Численный расчет полных и дифференциальных сечений ионизации одноэлектронных МЗИ в столкновениях с легкими атомами.4. Численный расчет дифференциальных сечений ионизации через возбуждение автоионизационных уровней двухэлектронных МЗИ в их столкновениях с ядрами и атомами.Научная новизна работыВ диссертации получены следующие новые результаты:1.
Произведено обобщение и тестирование КЭД метода контура линии длярасчета квазивырожденных уровней энергии и ширин электронных конфигураций двух- и трехэлектронных МЗИ. В случае трёхэлектронных ионов5показана необходимость аккуратного учёта брейтовских ширин. В случаедвухэлектронных ионов со средним зарядом ядра Z исследована необходимость учёта Оже ширин и разработан механизм их учёта в рамках методаконтура линии.2. Численный расчет дифференциальных сечений диэлектронной рекомбинации с изначально одно- и двухэлектронными ионами урана строго в рамках КЭД произведен впервые.3. Численный расчет полного и дифференциального сечения ионизации широкого спектра МЗИ в столкновениях с легкими атомами.
Впервые произведён сравнительный анализ ионизации равноскоростными электронами ипротонами.4. Численный расчет дифференциальных сечений ионизации двухэлектронных ионов со средним зарядом ядра Z (на примере ионов кальция и цинка) встолкновениях с ядрами и атомами неона через возбуждение и последующийОже распад ионных автоионизационных уровней произведен впервые.Научная и практическая ценность работы1. Произведен расчет уровней энергий и ширин двух- и трехэлектронныхмногозарядных ионов в рамках квазивырожденной КЭД теории.
При этомучитывались точно такие поправки, как одно- и двухфотонный обмен (между электронами иона), вакуумная поляризация и собственная энергия. Засчет применения метода контура линии в расчете также частично учитываются вклады от всех высших порядков стандартной КЭД теории возмущений.2. Рассмотрен процесс диэлектронной рекомбинации для одно- и двухэлектронного МЗИ. Процесс описывался строго в рамках КЭД.
Для проведе-6ния конкретных расчетов были выбраны ионы урана, для которых получены полные и дифференциальные сечения диэлектронной рекомбинации какфункции энергии налетающего (в системе покоя иона) электрона и полярного угла вылетающего фотона. Детально изучена роль брейтовского взаимодействия. Также рассматривались различные поляризационные эффекты, вчастности, представлены результаты расчета параметров Стокса. Выявлена важность учета брейтовских ширин в случае рекомбинации с изначальнодвухэлектронными ионами.3. Произведен сравнительный анализ эффективности ударов электронами ипротонами для индуцирования процесса ионизации широкого спектра одноэлектронных МЗИ: от Fe25+ до U91+ .4.
Выполнен численный расчет полного и дифференциального сечения ионизации МЗИ в столкновениях с легкими атомами. В частности, произведендетальный анализ энергетически-углового спектра вылетающего электронадля столкновения одноэлектронного урана с атомарным водородом и гелием.5.Рассмотрен процесс непрямой ионизации двухэлектронных ионов кальцияи цинка в столкновениях с ядрами и атомами неона. Произведен численныйрасчет дифференциального сечения как функции энергии и угла вылетающего электрона.Апробация работыРезультаты, изложенные в диссертации, были представлены на шести международных конференциях:1. 46th Conference of European Group on Atomic Systems (46-ая конференцияевропейской группы по атомным системам), 1-4 июля 2014, Лилль, Франция.2.
17th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions (17-ая7международная конференция по физике высоко заряженных ионов), 31 августа - 5 сентября 2014, Сан-Карлос-де-Барилоче, Аргентина.3. XXIX International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions(29-ая международная конференция по фотонным, электронным и атомнымстолкновениям) 22-28 июля 2015, Толедо, Испания.4. 18th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions (18-аямеждународная конференция по физике высоко заряженных ионов), 11 - 16сентября 2016, Кельце, Польша.5. 25th International symposium on Ion-Atom Collisions (29-ый международный симпозиум по ион-атомным столкновениям), 23-25 июля 2017, ПалмКов, Австралия.6. XXX International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions(30-ая международная конференция по фотонным, электронным м атомнымстолкновениям), 26 июля - 1 августа 2017, Кэрнс, Австралия.ПубликацииОсновные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:1.
A. Bondarevskaya, E. A. Mistonova, K. N. Lyashchenko et al., Method for theproduction of highly charged ions with polarized nuclei and zero total electronangular momentum // Physical Review A - 2014. - vol.90. - p.064701-1 –064701-4.2. K. N. Lyashchenko and O. Yu. Andreev, Calculation of differential crosssection for dielectronic recombination with one-electron uranium // Journal ofPhysics: Conference Series - 2015. - vol.583. - p.012005-1 – 012005-4.3. K. N. Lyashchenko and O. Yu. Andreev, Importance of the Breit interactionfor calculation of the differential cross section for dielectronic recombinationwith one-electron uranium // Physical Review A - 2015. - vol.91.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
