低溫電漿中的負離子物理特性研究

《低溫電漿中的負離子物理特性研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由吳建華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：低溫電漿中的負離子物理特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：吳建華
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

原子負離子研究在從天體物理、大氣物理和電漿物理到表面物理、加速器物理等領域內都有著重要的研究意義和套用價值。負離子的電子親合能、亞穩態以及光分解截面中的共振結構等是其中所需要研究的一些基本物理參數以及動力學過程。本項阿去估目從基本的原子結構理論出發，對電子價實關聯效應對負離子物理特性的影響進行細緻的研究；對於高-Z 元素，使用多組態的Dirac-Fock 模型以及密耦合全相對論R-矩陣方法研究相對論效應對電子親合能、精細結構分裂以及共振態的自旋軌道分裂的影響；另外還對低溫電漿中的負離子由於電漿環境效應的影響，其物理特性的變化進行研究。本項目涉及到原子物理與電漿物理的交叉領域，兩者結合緊密，預期的成果可套用到雷射與物質相互作用、天體物理等研究領域。

結題摘要

超快和強場下的原子動力學過程是當前物理學科領域的熱點研究方向，針對這方面的研究一方面是原子分子物理中還需要澄清一些基本概念和圖像的基礎性問題，另一方面在天體物理、慣性約束聚變等條件下對原子動力學過程葛拳滲的基本參數需求迫切，相關有著重要的研究意義。本項目以原子和電子為研究對象，重點研究單原子動力學基本過程過程以及電漿環境下的原子動力學過程，包括高Z元素的光分解過程研究，電漿環境下近鄰粒子之間相互作用對電漿輻射不透明度影響，以及超快條件下的電子動力學過程等內容。 對低Z-元素，以硼負離子為研究對象，系統研究了光子能量在1-5eV範圍內的近閾光分解共振過程。在考慮內殼層電子激髮帶來的價實電子關聯效應後，計算得到的結果與實驗結果吻合很好，表征計算合理性的長度和速度表示相互之間差別很小，且優於前人的計算結果。特別是對於實驗結果在3-3.5 eV之間的一個小的共振結構，通過對硼原子的能級結構以及分波截面結果的分析判斷，這個位置不應該存在這樣的共振結果，實驗結果在該範圍內可能出現了一定的誤差。對於高Z-元素，相對論效應必須要考慮進來，以I和Ba為研究對象，使用全相對論密耦合R-矩陣方法，研究了負離子的光分解過程，研究發現，在考慮相對效應、電子關聯效應後，理論結果與實照紙少樂驗結果吻合很好。 在電漿環境下，離子之間的距離使得在研究整試駝乘原子（離子）動力學過程時，不能簡單以單原子模型來處理，粒子之間的相互作用也要考慮進來。在離子之間間距與德布羅意波長可比擬時，研究發現，光電離過程類似於經再樂典的楊氏雙縫干涉實驗，即出射的電子我們無法判斷究竟是來自哪個原子（離子），在這種情況下，電漿輻射不透明的束縛自由過程將受到影響。以100 eV條件金電漿為研究對象，系統研究了不同密度條件電漿輻射不透明度，研究發現，在研究高溫稠密電漿輻射不透明和使用光譜診斷汽拳敬稠密電漿的溫度密度時，應該考慮量子干涉效應。 項目還運用經典軌跡蒙特卡洛方法來研究強場中閾值上電離的低能光電子譜。通過把電子的隧穿坐標與最終能量對應起來，我們研究了庫倫勢對電子軌跡以及電子最終能譜的作用。我們的結果顯示雙色場酷殃煉中光電子能譜在不同區域隨雙色場相位延遲的調製也各不相同。