多電子離子Auger過程和內殼光電離過程的理論研究

《多電子離子Auger過程和內殼光電離過程的理論研究》是依託北京理工大學，由苟秉聰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多電子離子Auger過程和內殼光電離過程的理論研究
• 依託單位：北京理工大學
• 項目負責人：苟秉聰
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本項目力求發展鞍點變分方法和鞍點複數轉動方法,將其從僅適用於少電子系統向適用於多電子原子系統擴展，從而研究難度更大的多電子原子系統內殼激發共振態的能級結構和光譜，有創新意義。發展鞍點全實加關聯的理論方法和計算程式，構造加入空軌道的滿殼加關聯變分波函式，精確計算多重激發共振態。並發展鞍點複數轉動方法，計算多電子離子內殼光電離截面，研究其共振結構、外場與遲豫效應等，並與其它理論方法作比較。精確計算多電子體系偶級極化率和四級極化率，掌握動力學極化率隨頻率變化的規律進而計算不同態離子之間長程相互作用的主要散射係數。發展自旋排列理論，並考慮多通道耦合效應，計算並研究這些內殼激發共振態能級、位移和Auger分支率的規律性，及Auger躍遷和輻射躍遷隨核電荷變化的競爭機制等。利用精確計算的結果，對實驗x射線光譜和Auger電子譜進行標定，預期會對一些尚未標識的譜線給出新標定，為實驗提供數據支持。

結題摘要

複雜原子自電離共振態的研究是原子分子物理國際前沿課題之一。本項研究採用鞍點變分方法、鞍點複數轉動方法、滿殼加關聯的方法和多組態Rayleigh-Ritz變分方法等系統地計算了更複雜的類鈹、類硼、類碳離子自電離共振態的能級結構和光譜。採用鞍點複數轉動方法對類硼離子內殼激發態的能級結構和俄歇電子能量、俄歇躍遷率、輻射躍遷率和壽命等進行了精確地計算。利用禁止的類氫公式計算了量子電動力學效應 (QED) 和高階相對論效應，提高了計算精度。其特點是發展了自旋排列理論，並考慮了多通道耦合效應，計算並研究了這些內殼激發共振態能級、精細結構、位移和Auger分支率，及Auger躍遷和輻射躍遷隨核電荷變化的競爭機制等。並指出和討論了精細結構在標定同一量子態高根結構中的作用。利用精確計算的結果，對實驗x射線光譜和Auger電子譜進行標定，為實驗提供了數據支持。採用滿殼加關聯的方法計算了類鈹離子激發態的相對論能量、精細結構和超精細結構，計算的超精細耦合常數與最新的實驗數據附合得很好。從而將研究擴展到更複雜的多電子原子系統。進一步採用多組態Rayleigh-Ritz變分方法，首次對更複雜的類碳離子6電子原子系統能級結構和光譜進行了精確計算, 與實驗數據符合得很好。研究結果為天體物理、受控核聚變、X射線雷射等領域的研究將提供數據支持。我們還採用該方法精確計算了類鈹離子基態的偶級極化率和特定頻率的動力學偶級極化率。我們的計算結果和文獻中採用Hylleraas基底的指數關聯Gaussian函式的計算結果符合得很好，符合到四至五位有效數字。動力學偶級極化率的計算結果將有助於未來原子之間長程相互作用散射係數的計算。並採用含時密度泛函理論研究了原子分子對飛秒雷射回響的電子離子動力學行為，光電離相關問題等，詳細分析了雙脈衝時間間隔對分子電離的影響規律。