Автореферат (1150653)
Текст из файла
САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиЗУБОВА Наталья АлександровнаРЕЛЯТИВИСТСКИЕ РАСЧЕТЫ ИЗОТОПИЧЕСКИХ СДВИГОВУРОВНЕЙ ЭНЕРГИИ В МНОГОЗАРЯДНЫХ ИОНАХспециальность 01.04.02 – теоретическая физикаАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург2016Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университетеНаучный руководитель:доктор физико-математических наук,профессор Шабаев Владимир МоисеевичОфициальные оппоненты: доктор физико-математических наук,Ерохин Владимир Анатольевичглавный научный сотрудникСанкт-Петербургского политехническогоуниверситета Петра Великогодоктор физико-математических наук,Козлов Михаил Геннадьевичведущий научный сотрудник "Петербургскогоинститута ядерной физики им.
Б. П. Константинова"Национального исследовательского центра"Курчатовский институт"Ведущая организация:Всероссийский научно-исследовательский институтметрологии имени Д. И. МенделееваЗащита состоится 29 декабря 2016 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.232.24 при Санкт-Петербургском государственномуниверситете, по адресу: Санкт-Петербург, Средний пр. В. О., д. 41/43,ауд.
304.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургскогогосударственного университета и на сайте https://disser.spbu.ru/Автореферат разослан “”2016 г.Ученый секретарь диссертационного советаАксеноваЕлена Валентиновна2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследованияВ последние годы значительный прогресс был достигнут в экспериментальном изучении изотопических сдвигов в многозарядных ионах [1, 2].В статье [1] изотопический сдвиг в бороподобном аргоне был измерен посредством использования методов лазерной спектроскопии на установкеEBIT (г. Гейдельберг, Германия).
Такие эксперименты обеспечили первые тесты релятивистской теории эффекта отдачи ядра в многозарядныхионах [3]. В статье [2] измерения изотопических сдвигов в процессах диэлектронной рекомбинации в литиеподобном неодиме с A=142 и A=150(A - массовое число) позволили определить разность зарядовых радиусовядер. Точность этого эксперимента была также чувствительна к релятивистскому вкладу эффекта отдачи ядра. В работе [4] указано, что эксперименты с диэлектронной рекомбинацией в GSI могут быть расширенына случай радиоактивных изотопов с временем жизни не меньше, чем 10с.
Ожидается, что на новых установках FAIR в Дармштадте измеренияизотопических сдвигов в многозарядных ионах достигнут точности на порядок выше той, что имеется на сегодняшний день. Совместный анализрезультатов, полученных в высокоточных теоретических и экспериментальных исследованиях изотопических сдвигов в многозарядных ионах,открывает новые возможности для определения разностей зарядовых радиусов ядер, а также для проверки квантовой электродинамики (КЭД)сильно-связанных состояний. С точки зрения теории, для достижениянужной для сравнения с экспериментом точности необходимо произвестивычисления эффекта конечного размера ядра, релятивистского эффекта отдачи ядра, КЭД поправок к этим вкладам, а также вычислить поправки, связанные с эффектом поляризации ядра и деформации ядра. Внедавних вычислениях изотопических сдвигов уровней энергии в литиеподобных [5,6] и в бороподобных ионах [3,7] были обнаружены некоторыерасхождения.
Настоящая диссертация посвящена прецизионным вычислениям изотопических сдвигов в многозарядных литиеподобных и бороподобных ионах, которые позволили не только получить наиболее точныена сегодняшний день теоретические значения изотопических сдвигов, нои разобраться с расхождениями в работах [5, 6] и [3, 7].Цель работыОсновными целями диссертации являются:31. Прецизионнный релятивистский расчет эффекта отдачи ядра в литиеподобных ионах в широком диапазоне заряда ядра Z: вычислениепервых двух порядков по 1/Z по теории возмущений в рамках приближения Брейта; расчет высших порядков по 1/Z методом конфигурационного взаимодействия Дирака-Фока-Штурма (КВ-ДФШ);учет КЭД поправок к эффекту отдачи ядра в нулевом порядке по1/Z; получение наиболее точных теоретических значений для вклада эффекта отдачи ядра в изотопические сдвиги уровней.2.
Вычисление вкладов в изотопические сдвиги энергетических уровней литиеподобных ионов, обусловленных эффектом конечного размера ядра, а также оценка соответствующих им КЭД поправок.3. Прецизионнный релятивистский расчет эффекта отдачи ядра в бороподобных ионах в широком диапазоне заряда ядра Z.4. Вычисление вкладов в изотопические сдвиги энергетических уровней бороподобных ионов, обусловленных эффектом конечного размера ядра.Научная новизна работыВ диссертации получены следующие новые результаты:1. Проведены прецизионные релятивистские вычисления поправок наотдачу ядра к уровням энергии литиеподобных ионов для диапазонаZ = 4−92 в приближении Брейта по теории возмущений в нулевом ипервом порядках по 1/Z. Вклады второго и более высоких порядковпо 1/Z вычислены с помощью метода конфигурационного взаимодействия в базисе Дирака-Фока-Штурма.2.
Проведены прецизионные релятивисткие расчеты поправок на отдачу ядра к уровням энергии бороподобных ионов для диапазонаZ = 8 − 92 в приближении Брейта во всех порядках по 1/Z. Вычисления выполнены посредством метода конфигурационного взаимодействия в базисе орбиталей Дирака-Фока-Штурма.43. Проведены прецизионные релятивистские расчеты поправок на конечный размер ядра к уровням энергии литиеподобных и бороподобных ионов в широком диапазоне заряда ядра Z. Вычисления выполнены тремя различными способами и включают учет соответствующих КЭД поправок.4.
На основании проведенных вычислений получены наиболее точныена сегодняшний день теоретические значения изотопических сдвигов многозарядных литиеподобных и бороподобных ионов в широком диапазоне заряда ядра Z.Научная и практическая значимость работы1. Выполненные в настоящей работе вычисления изотопических сдвигов энергетических уровней многозарядных литиеподобных и бороподобных ионов являются наиболее точными на данный момент. Теоретической точности, которую удалось достигнуть в данных расчетах, достаточно для прецезионного определения разностей среднеквадратичных радиусов ядер из совместного анализа теоретическихи экспериментальных данных по изотопическим сдвигам в тяжелыхионах.2. Развитая в данной работе техника вывода выражений для поправокк энергии, обусловленных эффектом отдачи ядра, может быть применена и для вычислений соответствующих КЭД поправок за рамками приближения Брейта. Такие вычисления будут крайне необходимы в ближайшем будущем, когда соответствующие высокоточныеэксперименты станут возможными на строящейся сейчас мегаустановке FAIR в Дармштадте.Основные положения, выносимые на защиту1.
Проведены прецизионные релятивистские вычисления вкладов эффекта отдачи ядра в энергии связанных состояний литиеподобных5ионов (для диапазона Z = 4 − 92) в приближении Брейта по теориивозмущений в нулевом и первом порядках по 1/Z. Вклады второго иболее высоких порядков по 1/Z вычислены с помощью метода конфигурационного взаимодействия в базисе орбиталей Дирака-ФокаШтурма.2. Вычислены вклады эффекта отдачи ядра в энергию 2p3/2 − 2p1/2перехода в бороподобных ионах (для диапазона Z = 8 − 92) в приближении Брейта во всех порядках по 1/Z. Вычисления выполненыпосредством метода конфигурационного взаимодействия в базисе орбиталей Дирака-Фока-Штурма.3.
Проведены прецизионные релятивистские расчеты вкладов эффекта конечного размера ядра в энергии связанных состояний литиеподобных и бороподобных многозарядных ионов в широком диапазонезаряда ядра Z. Расчеты выполнены с учетом КЭД поправок.4. Получены наиболее точные на сегодняшний день теоретические значения изотопических сдвигов уровней энергии в литиеподобных ибороподобных ионов в широком диапазоне заряда Z.Апробация работы и публикацииРезультаты работы докладывались на семинарах кафедры квантовый механики Санкт-Петербургского государственного университета и семинарах «Вклад молодых ученых России в проект ФАИР», ИТЭФ, Москва.Они также были представлены на международных конференциях в г.Вормсе, Германия (“11th International Topical SPARC Workshop”), в г.Эльтвилле, Германия (“Fundamental Constants Meeting 2015”), на о.
Крит,Греция (“12th International Topical SPARC Workshop”).ПубликацииОсновные результаты диссертации опубликованы в трех работах, указанных в конце автореферата. Все три статьи опубликованы в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ и входящих в базыданных Web of Science и Scopus.6Личный вклад автораНа основе результатов, пeредставленных в дисссертации, совместно ссоавторами было опубликовано три статьи в индексируемых Web ofScience и Scopus (Physical Review A и Physica Scripta).
Персональныйвклад соискателя в работы является определяющим. Все новые результаты, представленные в диссертации, получены лично соискателем илив неразделимом соавторстве.Структура и объем работыДиссертация состоит из введения, 3 основных глав, заключения, трехприложений и содержит 97 страниц, 10 рисунков и 21 таблицу. Списоклитературы включает 76 наименований.КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫГлава 1.Первая глава посвящена обзору текущего статуса теории и эксперимента в области изучения изотопических сдвигов. В §1.1 обсуждаетсястатус теории и эксперимента в случае литиеподобных ионов, а такжеформулируются цели и задачи, которые преследовались в настоящейдиссертации.
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}
