《任意角度的強磁場對單電子分子體系的影響》是依託重慶大學，由張月霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：任意角度的強磁場對單電子分子體系的影響
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張月霞
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
強場中原子分子的研究對白矮星（10^2-10^5T）和中子星(10^7 -10^9T).的譜線標識有重要的作用，是當今原子分子領域理論研究的熱點之一。但是目前大部分關於單電子分子體系的研究主要集中於某一場區且磁場方向與核連線平行的情況。本項目旨在採用橢球坐標與B樣條相結合的新方法，利用其收斂快、計算量小的優點，不僅可以研究整個星體磁場範圍內，平行磁場下單電子分子體系表現出的新特性，比如強場下會出現零場時所沒有的新的分子結構等；還可以研究與核連線成任意角度的磁場下，單電子分子體系的新特性，比如氫分子離子什麼情況下可以穩定存在的問題。我們的主要工作就是探討磁場與核連線呈任意夾角時，單電子分子體系基態和低激發態的能級和核間距如何變化，在什麼情況下單電子分子體系可以穩定存在等問題。作為該工作的延伸，此方法還可嘗試研究交叉電磁場對氫原子振子強度以及氫分子離子能級和核間距的影響。
結題摘要
強場中的原子分子研究可以幫助標識白矮星、中子星的光譜，因而成為近年來的研究熱點之一。然而，對於最基本的氫分子離子，目前能在磁場區域10^9G-4.414*10^13G範圍內進行統一進行研究的方法較少。我們在該項目中發展了一種新方法—B樣條和橢球坐標相結合的方法，可以很好地研究整個磁場區域內氫分子離子結構的變化及穩定性問題。 目前，我們已經將其成功套用於磁場方向與氫分子離子的兩核連線方向平行的情況，分析了整個磁場範圍內的磁場強度對氫分子離子基態和低激發態的能級、核間距、勢能和電子云分布的影響。測試結果表明，該方法相對於單中心方法，在研究氫分子離子時有明顯的優勢。比如，單中心方法計算磁場B=4.414*10^(13)G時的基態能級和核間距，需要1個半小時的時間，而用當前的方法，只需要4分鐘。且對於單中心方法不能給出有效結果的能態，當前的方法也可以給出高精度的結果。研究結果表明，隨著磁場強度增大，氫分子離子的平衡核間距變小，能級值變大。這說明，隨著磁場增大，氫分子離子的能態會越穩定。這也可以通過不同磁場下能態的勢能曲線圖看出，隨著磁場增大，勢阱越深。正因為此，在無場時不能穩定存在的非束縛態，在強磁場下能夠穩定存在。電子云分布可以更加直觀地看到電子的機率分布情況，且可以分析出束縛態和非束縛態的平衡核間距隨磁場增大而變小的原因。對於束縛態，主要原因是兩原子核之間的電子機率越來越大，這可以有效減小核之間的庫侖排斥相互作用，因而核間距變小。而對於非束縛態，核間距變小主要是外加磁場的作用。且隨著核間距變小，較遠的原子核對電子的作用越來越明顯，以至於電子云分布出現紡錘形等形狀。 在該項目中，我們也將新方法成功地套用到磁場方向與氫分子離子兩核的連線方向呈任意夾角時的情況。我們初步計算了夾角為15、30、45、60、75、90度時，磁場強度在10^9G-10^11G範圍內，氫分子離子基態和第一激發態的能級和平衡核間距。結果表明，氫分子離子並不是在任何時候都可穩定存在，是和角度有關的。磁場越大，能穩定存在的夾角值越小。
