Релятивістська теорія заборонених радіаційних переходів у спектрах атомів та багатозарядних іонів
Розробка релятивістського методу опису характеристик заборонених радіаційних переходів у спектрах важких атомних систем і багатозарядних іонів. Розрахунки енергій, ймовірностей, сил осциляторів радіаційних переходів для іонів та атомів лантаноїдів.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 25.07.2015 |
| Размер файла | 190,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. І.І. МЕЧНИКОВА
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук
РЕЛЯТИВІСТСЬКА ТЕОРІЯ ЗАБОРОНЕНИХ РАДІАЦІЙНИХ ПЕРЕХОДІВ У СПЕКТРАХ АТОМІВ ТА БАГАТОЗАРЯДНИХ ІОНІВ
01.04.05 - оптика та лазерна фізика
Флорко Тетяна Олександрівна
ОДЕСА - 2010
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Одеському державному екологічному університеті Мiнiстерства освiти і науки України.
Науковий керiвник: кандидат фiзико-математичних наук, доцентХецеліус Ольга Юріївна, Одеський державний екологічний університет, доцент кафедри вищої та прикладної математики
Офiцiйнi опоненти: доктор фiзико-математичних наук, ст.наук.с. Бекшаєв Олександр Янович, Одеський національний університет ім. І.І.Мечникова, пров. наук. співр. Експертного центру сенсорної електроніки
кандидат фізико-математичних наук, доцент Кузнецова Ганна Олександрівна, Одеська національна морська академія, доцент кафедри фізики та хімії
Захист вiдбудеться “ 5 ” березня 2010р. о 1400 годинi на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д41.051.01 в Одеському національному університеті ім. І.І. Мечникова за адресою: 65026, м. Одеса, вул. Пастера 27, велика фізична аудіторія.
З дисертацiєю можна ознайомитись у науковій бiблiотецi Одеського національного університету ім.І.І.Мечникова за адресою: 65026, м. Одеса, вул. Преображенська, 24.
Автореферат розiсланий “ 5 ” лютого 2010р.
Вчений секретар спецiалiзованої вченої ради Федчук О.П.
АНОТАЦІЇ
Флорко Т.О. Релятивістська теорія заборонених радіаційних переходів у спектрах атомів та багатозарядних іонів.- Рукопис.
Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спецiальнiстю 01.04.05-оптика,лазерна фізика.-Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова Міністерства освіти і науки України, Одеса, 2010.
Дисертація присвячена розробці нового, релятивістського методу опису характеристик заборонених радіаційних переходів у спектрах важких атомних систем і багатозарядних іонів, яка базується на енергетичному підході та формалізмі калібровочно-інваріантної КЕД теорії збурень з використанням оптимізованого одноквазічастинкового подання і прецизійним урахуванням обмінно-кореляційних ефектів. Виконані розрахунки енергій, ймовірностей, сил осциляторів радіаційних (М1,М2, Е2) переходів для спектрах іонів HgII, ArII, іонів ізоелектронних серій Ne, Zn (Z до 92), а також атомів лантаноїдів EuI,YbI. Значна частина спектральних даних з прийнятною точністю отримана вперше і може бути викорис-тана в широкому колі застосувань, включаючи, астрофізику, фізику-хімію плазми, атомну оптику, лазерну фізику, квантову електроніку, фізику Сонця та полярних сяйв тощо.
Ключовi слова: заборонені радіаційні переходи, релятивістська калібровочно-інваріантна теорія, важкий атом, багатозарядний іон.
радіаційний релятивістський атом іон
Florko T.A. Relativistic theory of forbidden radiative transitions in spectra of heavy atoms and multicharged ions.- Manuscript.
Thesis for candidate's degree by speciality 01.04.05-optics and laser physics.- I.I. Mechnikov's Оdessa National University of Ministry of education and science of Ukraine, Odessa, 2010.
Dissertation is devoted to carrying out a new, relativistic approach to description of the forbidden radiative transitions characteristics in spectra of the heavy atoms and multicharged ions. New method is based on the energy approach and gauge-invariant QED perturbation theory formalism with using the optimized one-quasi-particle representation and prйcised accounting for the exchange-correlation effects. There are carried out the calculations of energies, probabilities and oscillator strengths for the radiative (М1,М2, Е2 etc) transitions in spectra of the HgII, ArII ions, ions of the isoelectronic sequences NeI, ZnI (Z till 92) and lanthanoides atoms EuI,YbI. A significant part of the quite exact spectral data is firstly obtained and can be used in different applications, including astrophysics, plasma physics and chemistry, atomic optics, laser physics, quantum electronics, physics of the Sun and auroral phenomena etc.
Key words: forbidden radiative transitions, relativistic gauge-invariant theory, heavy atom, multicharged ion.
Флорко Т.А. Релятивистская теория запрещенных радиационных переходов в спектрах атомов и многозарядных ионов.- Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математичес-ких наук по специальности 01.04.05 - оптика и лазерная физика.-Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова Министерства образования и науки Украины, Одесса, 2010.
Диссертация посвящена развитию новой, релятивистской теории описания характеристик запрещенных радиационных переходов (ЗАП) в спектрах тяжелых атомных систем и многозарядных ионов (относящихся к классу существенно релятивистских атомных систем), базирующейся на S-матричном формализме Гелл-Мана-Лоу (энергетический подход) и методе калибровочно -инвариантной КЭД теории возмущений с использованием оптимизированного одноквазичастичного 1-QP представления для волновых функций и прецизионным учетом обменно-корреляционных эффектов как эффектов второго и выше порядков ТВ. Впервые в теории ЗАП в спектрах атомов и ионов адаптирована схема прецизионного учета эффектов поляризационного взаимодей-ствия внешних квазичастиц (внешних электронов или вакансий) через остов заполненных электронных оболочек и их взаимного экранирования, основанная на использовании эффективных потенциалов. Апробация новой теории в расчетах энергий, вероятностей, сил осцилляторов ряда Е1,Е2,М1 переходов, в частности, 5d96s2(D5/2,D3/2)- 5d106s (S1/2) в ионе Hg+ и переходов между уровнями конфигураций 3s23p5,3s3p6, 3p43d, 3p44s в ионе Ar+ продемонстрировала эффективность и приемлемую точность теории. Показано, что в рамках нового подхода калибровочно-неинвариантный вклад в радиационную ширину атомного уровня Еninv составляет десятые доли %, в то время как в альтернативных стандартных теориях Хартри-Фока, Дирака-Фока (ДФ) ~10-40%. Выполнен расчет энергий, вероятностей A, сил осцилляторов gf для разных типов переходов между уровнями конфигураций 4s2(1S0), 4s4p (1,3P0J), 4s4d (1,3 D0J) в спектре Zn-подобных ионов с зарядом ядра Z~32-92. Показано, что альтернативные данные по вероятностям переходов в ХФ, ДФ теориях с использованием различных калибровок фотонного пропагатора (оператор перехода в форме длины и скорости) отличаются друг от друга в среднем до 15%, в то время как в нашей теории отличие данных не превышает 1%. C увеличением Z имеет место резкий рост величины вероятности Е2, М1 ЗАП, в частности, ~8-11 порядков величины при переходе от Ga+к U62+. Приведены результаты расчета энергий, вероятностей переходов между уровнями конфи-гураций 2s22p53s,3p,3d,4s,4p,4d и 2s2p63s,3p,3d,4s, 4p,4d, в спектрах Ne-подобных ионов с Z~20-83. Сравнение полученных в работе результатов с альтернативными теоретическими данными ДФ, ТВ для характеристик ряда переходов в ионах Ca+10,Sc+11,Ni+18, Br+25 (для этих ионов имеются отрывочные результаты beam-foil эксперимента) показывает лучшее согласие данных нашей теории с экспериментом вследствие более полного учета корреляций и использования оптимизированного 1QP представления. Рассчитанные Z-зависимости вероятностей Е2,М1,М2 переходов в Ne-подобных ионах выявляют нерегулярности, связанные с изменением степени взаимодействия различных конфигураций, и сильную зависимость величин спектральных характеристик степени учета корреляционных, релятивистских эффектов. Для ряда термов, в частности, 2p54d (3/2,3/2)2 , 2p54d (3/2, 5/2)1 (в ионах CaXI, ScXII), 2s1/23p1/2, 2s1/23p3/2 (J=1) (Br XXVI) экспериментальные данные приведены в литературе с достаточно большой погрешностью. Проведено изучение спектров атомов лантаноидов EuI, YbI и выполнен расчет Е, А переходов типа 4f7(8S)6s2 8S7/2 4f7(8S)6snp 8P5/2, 7/2,9/2 (n=6-8) в спектре EuI и 4f146s21S0-4f146snp1P1 (n=6,7) в YbI. Сравне-ние развитой теории (с Еninv<1%) с альтернативными теориями, в частности, кулоновским приближением (Еninv~50%), многоконфигурационной теорией ДФ (Еninv~ 15%) показывает, что вычисленные значения gf существенно лучше согласуются с экспериментом, причем вклад в gf, обусловленный корреляционными эффектами, составляет до 30%. Указано, что эксперимен-тальные энергии переходов 4f7(8S)6s28S7/2 4f7(8S)6s7p8P9/2, 4f7(8S)6s28S7/2 4f7(8S)6s7p8P 7/2 и gf для 4f7(8S)6s2 8S7/2 4f7(8S)6s8p 8P9/2 в EuI содержат ошибку, что в принципе объясняется крайне высокой сложностью искомых спектров. Значительная часть спектральных данных получена в работе с приемлемой точностью впервые и может быть использована в широком круге приложений, включая астрофизику, физику и химию плазмы, атомную оптику, лазерную физику, квантовую электронику, физику Солнца и полярных сияний и т.д.
Ключевые слова: запрещенные радиационные переходы, релятивистская калибровочно-инвариантная теория, тяжелый атом, многозарядный ион.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми.Дослідження спектрів і спектроскопічних властивостей важких атомів і багатозарядних іонів традиційно належить до дуже актуального і важливого класу задач сучасної атомної оптики і спектроскопії, що стимулюється потребами широкого кола додатків в астрофізиці і атомній фізиці, фізиці плазми і дослідженнях з термоядерного синтезу, лазерній фізиці і квантової електроніці, включаючи розробку нових схем лазерів у ВУФ і рент-генівськіх областях спектру і т.д. В останні роки в зв'язку з безпрецедентним прогресом у розвитку експериментальних методик виникла гостра необхідність вирішення шуканих завдань на принципово новому рівні теоретичної послідовності і точності. У першу чергу це відноситься до визначення таких важливих атомних характеристик як перерізи різних елементарних процесів, ймовірності радіаційних переходів, сили осциляторів, причому, якщо у дослідженні найбільш інтенсивних дозволених (електричних дипольних Е1) переходів досягнутий певний прогрес, то у випадку заборонених атомних переходів (ЗАП), як правило, на декілька порядків менш інтенсивних в порівнянні з дозволеними, має місце досить критична ситуація. Очевидно, що без наявності надійної інформації про характеристики ЗАП виявляється в принципі неможливим адекватне вирішення багатьох актуальних завдань в астрофізиці, включаючи процеси випромінювання в туманностях і уламках Наднових (ідея Гінзбурга-Суняева-Чуразова: діагностика шуканого випро-мінювання на основі знання ймовірностей переходів між компонентами надтонкої структури H-, Li- та Ne-подібних іонів N і Fe), фізиці Сонця та полярних сяйв, а також щодо нових завдань, пов'язаних із з'ясуванням ролі слабких взаємодій в атомній оптиці, вивченням властивостей бозе-конденсату в парах лужних атомів, фонтанів холодних атомів, атомних годин і машин Карно. Хоча в сучасній атомній фізиці є широке коло методів розрахунку влас-тивостей атомів (методи модельного потенціалу (МП), функціоналу густини, різні варіанти теорії збурень (ТЗ), нарешті, методи ССП Хартрі-Фока (ХФ), Дірака-Фока (ДФ) і навіть мега-ДФ , реалізовані в таких суперсучасних ком-плексах як “Grasp”, “Dirac”, “Bertha”, “Superstructure”), тим не менш, більшість з них мають цілу низку принципових недоліків (невиконання принципу калібровочної інваріантності, використання неоптимізованих базисів орбіталей, недостатньо повне і коректне урахування обмінно-кореляційних ефектів тощо). Особливо гостро такі проблеми стоять в теорії ЗАП. Результати розрахунку відповідних ймовірностей ЗАП часто відрізняються в кілька разів. Різниця у силах осциляторів (СО) ЗАП, радіаційних ширин для важких атомів з використанням різних виразів для фотонного пропагатору в операторах переходу досягає 5-40%, що фактично є вказівкою на невиконання принципу калібровочної інваріантності при розрахунку фізичних величин. Таким чином, за теперішнього часу можна констатувати гостру необхідність розвитку нової, калібровочно-інваріантної, релятивістської теорії ЗАП в спектрах таких істотно релятивістських систем як важкі атоми і багатозарядні іони.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами та темами. Дослідження, які виконані в дисертації, увійшли до планів НДР Одеського державного екологічного університету (2003-2009): ”Квантово-механічні методи розрахунку атомних систем у електричному і лазерному полях. Нелінійні селективні фотопроцеси в атомах і молекулах”, “Квантово-механічні методи розрахунку атомних і молекулярних систем у зовнішніх електричному, магнітному, лазерному полях. Динамічний хаос в атомних та мультиосциляторних системах”, ”Нейромережеве моделювання у кібернетиці, прикладній матема-тиці, геофізиці”,“Розвиток і застосування нових методів обчислювальної мате-матики і математичної фізики в задачах класичної, квантової механіки, КЕД” (№№ держреєстрації 0104U002222, 0104U002223), “Розвиток та застосування нових квантово-механічних та КЕД методів в задачах обчислювальної математики та математичної фізики, теорії ядра і частинок, квантовій геометрії” (№держреєстрації 0109U000348).
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розвиток нової, послідовної, калібровочно-інваріантної релятивістської теорії заборонених радіаційних переходів у спектрах важких атомних систем і багатозарядних іонів на основі КЕД ТЗ і проведення на її основі моделювання характеристик ЗАП в цілому ряді важливих з точки зору додатків атомів і багатозарядних іонів (Ne-, Zn-подібні іони, атомів лантаноїдів та ін.)
Для досягнення мети дослідження були сформульовані такі задачі:
- розвиток калібровочно-інваріантної релятивістської теорії ЗАП в спектрах важких атомних систем, що базується на формалізмі КЕД ТЗ (S-матричний формалізм Гелл-Мана і Лоу - енергетичний підхід);
- розробка і адаптація в розрахунках параметрів ЗАП схеми прецизійного ура-хування ефекту поляризаційної взаємодії і взаємного екранування зовнішніх квазічастинок в релятивістських багато-квазічастинкових(QP) системах;
- апробація нової теорії в розрахунках енергій, ймовірностей, СО ЗАП (Е2, М1, а також й Е1) переходів у спектрах іонів Hg+ і Ar+;
- розрахунок енергій, ймовірностей ЗАП між рівнями конфігурацій 4s2(1S0), 4s4p (1,3P0J), 4s4d (1,3D0J) для Zn-подібних іонів з Z~32-92 і конфігурацій 2s22p5nl, 2s2p6nl (n=3,4; l=0-2) для Ne-подібних іонів з Z ~ 20-83.
- дослідження спектрів ряду важких атомів лантаноїдів і розрахунок ймовірностей радіаційних переходів типу 4f7(8S)6s2 8S7/24f7(8S)6snp8P5/2,7/2,9/2 (n=6-8) в спектрі EuI і 4f146s2 1S0 - 4f146snp 1P1 (n=6,7) в YbI.
Об'єкт дослідження - спектроскопія атомів і багатозарядних іонів.
Предмет дослідження - релятивістська теорія ЗАП.
Методи дослідження: методи квантової механіки й КЕД для опису релятивістських, кореляційних ефектів у спектрах важких атомних систем (КЕД ТЗ та інші); обчислювальні методи для розрахунку спектроскопічних параметрів атомів, розв'язання систем диференціальних рівнянь і т.д.
Наукова новизна отриманих результатів. Вперше розроблено новий ab initio релятивістський метод опису характеристик ЗАП в спектрах важких атомів і багатозарядних іонів, що базується на енергетичному підході і КЕД ТЗ з виконанням принципу калібровочної інваріантності у розрахунках фізичних величин, використанням оптимізованого 1-QP уявлення для хвильових фун-кцій і прецизійним урахуванням багато-QP кореляційних ефектів. Вперше в теорії ЗАП адаптовано схему прецизійного урахування ефектів поляризаційної взаємодії і взаємного екранування зовнішніх QP з використанням ефективних потенціалів. Тестовий розрахунок параметрів Е1, Е2, М1 переходів між рівнями 5d96s2, 5d10nl (n=6,7; l=0,1) в іоні Hg+ і 3s23p5,3s3p6, 3p43d, 3p44s в іоні Ar+ довів ефективність і прийнятну точність нової теорії. Також вперше показано, що в рамках запропонованої теорії калібровочно-неінваріантний внесок у імовірність ЗАП ~Еninv, (на відміну від стандартних теорій ХФ і ДФ, де Еninv ~10-40%) виявляється практично нульовим (десяті частки %). Вперше з високою точністю отримані енергії та ймовірності переходів типу 4f7(8S)6s2 8S7/2 -4f7(8S)6snp8P5/2,7/2,9/2(n=6-8) в EuI, 4f146s21S0-4f146snp1P1 (n=6,7) в YbI і показа-но,що внесок за рахунок багаточастинкових кореляцій становить до ~30% ве-личини. Виявлена можлива помилка в експериментальних енергіях переходів 4f7(8S)6s28S7/2-4f7(8S)6s7p8P9/2,4f7(8S)6s28S7/2-4f7(8S)6s7p8P7/2і ймовірності перехо- ду 4f7(8S) 6s28S7/2 -4f7(8S)6s8p 8P9/2 в EuI. Вперше з прийнятною точністю визна-чені енергії, ймовірності ЗАП між рівнями конфігурацій 4s2(1S0),4s4p(1,3P0J), 4s4d (1,3D0J) для Zn-подібних іонів з Z ~ 32-92 і між рівнями конфігурацій 2s22p5nl, 2s2p6nl (n=3,4; l=0-2) у спектрах Ne-подібних іонів з Z ~ 20-83 і показано,що в новій теорії різниця у даних, одержаних з використанням різних калібровок фотонного пропагатору, не перевищує 1%, у той час як в ХФ і ДФ теоріях шукана величина ~15%. Показано, що для ряду термів, наприклад, 2p54d (3/2,3/2)22p54d(3/2,5/2)1 (Ca XI, Sc XII), 2s1/23p1/2, 2s1/23p3/2 (J=1) (Br XXVI) експериментальні дані наведені у літературі з високою похибкою. Кількісно виявлені нерегулярності у Z-залежностях ймовірностей Е2, М1, М2 в Zn-,Ne-подібних іонах, які пов'язані із зміною ступеня взаємодії різних конфігурацій у спектрах та урахуванням кореляційних і релятивістських ефектів. Переважна частина представлених в роботі спектроскопічних даних по ЗАП в атомах та іонах отримана вперше.
Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати за характерис-тиками ЗАП в спектрах важких атомів (лантаноідів) і Ne-, Zn-подібних іонах становлять значний інтерес у плані їх використання як у широкому колі додатків в астрофізиці, атомній фізиці, фізиці та хімії плазми, дослідженнях з керованого термоядерного синтезу, лазерній фізиці, квантовій електрониці, так й при вирішенні нових задач у фізиці Сонця і полярних сяйв, фізиці процесів випромінювання у туманностях і уламках Наднової, теоретичної перевірки нових ефектів атомної оптики і КЕД, наприклад, у зв'язку з проблемою ролі слабких взаємодій в атомній фізиці, а також особливостей фонтанів холодних атомів, атомних годин, атомних машин Карно тощо. Отримані спектральні дані, як правило, суттєво перевищують по точності всі наявні у літературі аналогічні дані, при цьому переважна частина результатів з прийнятною точністю отримана вперше.
Особистий внесок здобувача. Всі результати, які складають основний зміст дисертації, отримані особисто автором, а саме:
-сформульована послідовна калібровочно-інваріантна релятивістська теорія ЗАП в спектрах важких атомів і іонів, що базується на формалізмі КЕД ТЗ (S-матричний формалізм Гелл-Мана і Лоу - енергетичний підхід);
-вперше в розрахунках параметрів ЗАП адаптована ефективна схема прецизій-ного урахування ефектів поляризаційної взаємодії і взаємного екранування зовнішніх квазічастинок в релятивістських багато-QP атомних системах;
- проведені розрахунки енергій і ймовірностей, СО ЗАП: магнітного М1, електричних Е2,Е1 переходів у спектрах іонів Hg+ і Ar+ в якості тесту;
- проведені розрахунки характеристик М1, М2, Е1, Е2 переходів між рівнями конфігурацій 4s2(1S0), 4s4p (1,3P0J), 4s4d (1,3D0J) для Zn-подібних іонів з Z=32-92, конфігурацій 2s22p5nl, 2s2p6nl (n=3,4; l=0-2) для Ne-подібних іонів з Z ~ 20-83.
- проведені розрахунки характеристик радіаційних переходів типу 4f7(8S)6s2 8S7/2-4f7(8S)6snp8P5/2,7/2,9/2 (n=6-8) в спектрі атому EuI і 4f146s2 1S0 - 4f146snp 1P1 (n=6,7) в спектрі атому YbI і з'ясування повноти дотримання принципу калібровочної інваріантності.
Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи були представлені і обговорювались на конференціях (2003-2009): International Conference on Mathematical Modelling and Computational Physics (UINR, Dubna, Russia, 2009); XXVI International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions (ICPEAC-XXVI, Kalamazoo- 5
Michigan, USA, 2009); 41st European Conf. of European Group on Atomic Systems (EGAS41, Gdansk, Poland, 2009; 18th International Mass Spectrometry Conference (Bremen, Germany, 2009); VIII International Conference on Atomic and Molecular Pulsed Lasers (AMPL-2009; Tomsk, Russia, 2009); International Conference on Field Laser Applications in Industry and Research (FLAIR 2009; Grainau, Germany, 2009); International conference “Geometry in Odessa-2009” (Odessa, Ukraine, 2009); Український Математичний Конгрес?2009 (Київ, Україна, 2009); IXth European conference on Atomic and Molecular Physics and Annual Meeting of European Group on Atomic Spectroscopy (ECAMP-IX + EGAS; Crete, Greece, 2007); 9th European Workshop “Quantum Systems in Chemistry and Physics” (Grenoble, France, 2004); 8th European Workshop “Quantum Systems in Chemistry and Physics” (Spetses, Greece, 2003), а також на наукових семінарах НДІ фізики ОНУ ім.І.І.Мечникова та ОДЕКУ.
Публікації. Основні результати дисертаційної роботи викладені в 22 наукових публікаціях, у тому числі, в 10 статтях у провідних фахових міжнародних наукових журналах і 12 тезах доповідей на міжнародних наукових конференціях.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 143 сторінках машинописного тексту, містить 8 рис., 32 табл., складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел (182 од.) і додатку.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступi обгрунтовується актуальнiсть, наукова та практична значущiсть роботи, формулюються мета, задачi дисертацiї, викладаються основнi наукові положення та результати дисертації. В 1-му розділі викладені елементи сучасної теорії та збірка основних методів розрахунку характеристик ЗАП для важких атомних систем. Наведено аналіз шуканих методів розрахунку енергій, ймовірностей, СО ЗАП в атомних спектрах з урахуванням в той чи іншій мірі обмінно-кореляційних, релятивістських ефектів. Відзначено, що на основі таких широко розповсюджених методів розрахунку атомних властивостей як методи самоузгодженого поля (СУП) ХФ, ДФ в одно-та багатоконфігураційному (БК) наближеннях, різноманітні варіанти багато-QP ТЗ,у т.ч.,ТЗ по параметрам Z, 1/Z ( - стала тонкої структури, Z - заряд ядра атома), ТЗ з ХФ або ДФ нульовим наближенням, ТЗ з емпірічним модельним потенціалом «0» наближення, а також методи модельного потенціалу, функціоналу густини (вкл. Х метод), кулонівське наближення тощо, проведені багато чисельні розрахунки спектральних характеристик атомів та іонів, у т.ч., енергій та ймовірностей ЗАП з тим чи іншим ступенем точності. В той же час більшість з перелічених підходів мають до теперішнього часу цілу низку принципових недоліків,серед яких слід виділити, по-перше, недостатньо повне урахування багато-QP обмінно-кореляційних поправок, часто не дуже добру збіжність відповідних рядів ТЗ. Особливо слід відзначити генерацію у перелічених методах неоптимізованих базисів релятивістських хвильових функцій електронів (вакансій), невиконання принципу калібровочної інваріантності (різниця у СО, розрахованих на основі виразів для оператору переходу у формах «довжини» і «швидкості» досягає 40%) тощо. Нові методи останніх років, що суттєво удосконалюють традиційні підходи типу ДФ, напр., метод мега-ДФ й інші (реалізовані у відомих атомних комплексах типу “Grasp”,“Dirac”, Bertha”, “Superstructure”) на жаль зберігають шукані недоліки, можливо за виключен-ням методів КЕД ТЗ (Ivanov-Ivanova-Glushkov), або релятивістська багато-QP ТЗ (Cowan-Johnson-Safronova).Це обумовлює досить критичну ситуацію у сучасній теорії ЗАП, й, як правило, відсутність для більшості важливих з точки зору прикладних застосувань атомів, багатозарядних іонів (напр., Ne-,Zn-подібних іонів, атомів лантаноїдів, суперважких елементів) яких-небудь більш менш надійних даних по енергіям і ймовірностям ЗАП. У 2-му розділі розвинуто нову, калібровочно-інваріантну релятивістську теорію до опису характеристик ЗАП у спектрах суттєво релятивістських систем (важкі атоми, багатозарядні іони), яка базується на енергетичному підході і КЕД ТЗ. Послідовний метод розрахунку радіаційних ширин, енергетичних зсувів Е базується на адіабатичній формулі Гелл-Мана і Лоу з КЕД матрицею розсіяння. Такий підхід веде до рядів ТЗ для зсуву енергії із звичайною діаграматизацією. Типовий приклад- Ne-подобні іони (стани типу 1s22s22p5nl є 2QP; вакансія 2p-1 і електрон nl над остовом замкнених оболонок 1s22s22p6). Всі стани з 2QP розглядаються як група вироджених станів і секулярна матриця є:
, (1)
де k - число QP, M(0) - внесок вакуумних діаграм, M(1)-внесок 1QP діаграм, M(2) - 2QP тощо. Величина М(1) равна сумі енергій відокремлених QP без врахуван-ня їх взаємодії (оператор взаємодії: V(rirj)=exp(iijrij)(1-ij)/rij)). Розглянемо далі для визначеності 1-QP систему. Оператором збурення ТЗ є такий:
VC(r) - J(x)A(x), (2)
де A- вектор-потенціал електромагнітного пoля, J-оператор струму, VC -СУП потенціал остову. Розглянемо діаграму 2-го порядку: В = (єдина діаграмма, що дає внесок у ImE у 2-му порядку ТЗ), діаграми 4-го порядку ТЗ, які вра-ховують поляризацію остова: Ad = - пряма і Aex= -обмінна. Кожній пунктирній лінії відповідає вираз: D. Форма фотонного пропагатору D залежить від калібровки. Після інтегрування по часу пунктирній лінії відпові-дає "оператор" міжелектронної взаємодії:
(e2/4)exp(i||r12)(1-1 2 )/r12 (3)
де i - матриці Дірака. Другий член в (3) описує магнітну (брейтівську) взає-модію; еxp враховує ефект запізнення. Імовірність розпаду пов'язана з уявною частиною зсуву енергії E, яка у нижчому порядку ТЗ (діаграма В):
, (4)
. (5)
і є сумою парціальних внесків перехjдів з початкового стану |> у кінцевий стан | s>, причому в (4) >n>f - для електрону, <n<f - для вакансії. Далі для матричного елементу між-QP взаємодії (уявна частина) маємо:
, (6)
де і відповідає кулонівській та брейтовській частинам потенціалу. Частина визначається через радіальні інтеграли R і кутові коефіцієнти S:
(7)
де 1(2,3,4) відповідають великій компоненті f діраковської QP функції, -малій компоненті g (див.далі). Приклад радіального інтегралу в (7):
, (8)
де Z( r) пов'язана з функцією Бесселя:
. (9)
Кутовий множник в (7) має тільки дійсну частину:
, (10)
де {l1l3} означає, що + l1 + l3 - парне число. Брейтівська частина є:
,
(11)
Фундаментальне питання для точності будуємої теорії ЗАП- це коректне урахування кореляційних ефектів“2”і вище порядків ТЗ (ефекти поляризації Epol, екранування Escr). Для урахування Epol до оператору (3) при розрахунку М(2)тощо додається релятивістський 2-QP поляризаційний оператор Vpol(r1,r2), який обрано у формі (Glushkov,Оpt.Spectr.,1989; Ivanov-Ivanova-Glushkov, Phys.Scr.,1985).Поправка на ефект екранування врахована шляхом введення до гамільтоніану “0” порядку ТЗ ab initio екранованого ефективного потенціалу. Наступне фундаментальне питання- побудова оптимізованого базису 1QP хвильових функцій з виконанням принципу калібровочної інваріантності. Для цієї мети використано відому КЕД процедуру мінімізації внесків кореляційних діаграм 4 і вище порядків КЕД ТЗ (діаграми Ad, Aex), що пов'язані з обміном подовжніми фотонами, у уявну частину зсуву E (Glushkov-Ivanov, Phys.Lett.A, 1992; Glushkov-Malinovskaya, Int.J.Quant.Chem., 2004). Цей внесок визначається матричними елементами оператору Vpol(r1,r2):
~G{<|Vpol(r1,r2)|>} (12)
Ключовий момент калібровочно-інваріантної схеми визначення ймовірностей ЗАП пов'язаний з процедурою мінімізіції функціоналу (12) і побудовою далі оптимізованого ab initio базісу КЕД ТЗ (згенерованого гамільтоніаном “0” наближення з ab initio ефективним потенціалом, в якості якого взято потенціал Іванова-Іванової (Ivanov-Ivanova, At.Dat Nuc.Dat.Tab.,1979; Phys.Rev.A,1993). В результаті додержуються умови калібровочної інваріантності. Повна ймовірність -польного переходу є сумою електричної (електричне мультіпольне розкладання) і магнітної (відповідне розкладання) частин. При розпаді 1QP стану ймовірності і переходу є:
(13)
При -польному Е (М) переході парність змінюється на (+1) од.У випадку 2QP стану імовірність -польного 1QP переходу, скажемо, , є:
, (14)
де електрична та магнітна частини визначені вище. Для виконання всіх розрахунків атомних характеристик використано пакет“Superatom-ISAN“.
В 3-му розділі розвинута теорія застосована до вивчення спектрів і ймовірностей, СО М1,Е2 ЗАП у іонах Hg+, Ar+, атомах EuI, YbI і Zn-подібних іонах (Z=3292). У підр.3.2 наведені дані розрахунку енергій, імовірностей, СО Е1 переходів 5d107p(P1/2,P3/2)-5d106s(S1/2), 5d107p(P1/2, P3/2)-5d107s(S1/2) і Е2 переходу 5d96s2(D5/2,D3/2)-5d10 6s (S1/2) в Hg+ (табл.1, де наведені наши дані, інші теоретичні,експериментальні дані), у підр.3.3- ти ж самі величини для переходів між рівнями конфігурацій 3s23p5,3s3p6,3p43d,3p44s у Аr+ (2 рівня з J=1/2, J=3/2 конфігурації 3s23p5 і 37 збуджених рівнів з J=1/2,3/2 конфігурацій 3s3p6,3p43d,3p44s; з рівня J5/2- Е1 перехід, з рівнів J=7/2- М2 перехід; з рівнів 3p43d та ін. з J=7/2,9/2 - Е2, М1 переходи на нижчі рівні тієї ж парності). Декотрі дані нашої теорії разом з іншими теоретичними і експериментальними даними для Е1, М1 переходів у іоні ArII наведені у табл.2.
Табл.1. Ймовірності Е1 5d107p(P1/2,P3/2)-5d106s(S1/2),7s(S1/2) і Е2 переходів 5d96s2 D5/2, D3/2)-5d106s(S1/2) в Hg+ (в с-1): ХФ- хартрі-фоківські дані (форма довжини), ДФ - дірак-фоківські дані (форма довжини), ДФ (эксп.) - ДФ дані з експ. енергіями переходу, наши дані; эксперимент - Moore (NBS, Washington, 1987)
|
Метод |
7P3/2-S1/2 |
7P1/2-6S1/2 |
7P3/2-7S1/2 |
7P1/2- 7S1/2 |
D3/2- S1/2 |
D5/2-S1/2 |
|
|
ХФ ДФ ДФ (Eексп) Наш розр. Експ. |
4.75106 8.45107 1.17108 1.49108 1.53108 |
4.75106 1.67107 2.04107 2.31107 2.35107 |
3.65107 6.89107 1.10108 1.41108 1.44108 |
3.65107 4.71107 5.52107 6.33107 6.37107 |
1360 257.0 63.9 54.53 53.52.0 |
1360 77.4 13.3 11.84 11.60.4 |
Прим.:ХФ і БФ-Froese-Fischer etal, At.Dat.Nuc.Dat.Tab.,2006 і Ostrovsky-Sheynerman, Opt.Spectr., 1989;
Табл.2. Ймовірності (с-1) Е1, М1 переходів у ArII, розраховані на основі теорій: БКДФ (А), БКДФ+Брейт (Б), наша теорія (В) і експериментальні дані (прим.: у стовп. Б,В верхнє число- форма довжини; нижнє - швидкості; 3.1(+7)=3.1107 ).
|
Нач. стан |
Кінц. стан |
Тип |
Експ. |
А |
Б |
В |
|
|
3s23p4(3P)4s 2Pe1/2 |
3s23p5 2Po3/2 |
E1 |
9.5(+8) |
9.9(+8) |
9.7(+8) 1.1(+9) |
9.50(+8) 9.51(+8) |
|
|
4Pe3/2 |
2Po3/2 |
E1 |
3.1(+7) |
3.8(+7) |
3.7(+7) 4.1(+7) |
3.26(+7) 3.27(+7) |
|
|
4Pe1/2 |
2Po1/2 |
E1 |
7.3(+6) |
1.4(+7) |
1.3(+7) 1.7(+7) |
8.41(+6) 8.42(+6) |
|
|
4Pe3/2 |
2Po1/2 |
E1 |
5.9(+6) |
3.2(+6) |
3.3(+6) 3.6(+6) |
5.58(+6) 5.59(+6) |
|
|
3s3p6 2Se1/2 |
2Po1/2 |
E1 |
6.7(+7) |
8.6(+7) |
7.8(+7) 7.5(+7) |
6.88(+7) 6.89(+7) |
|
|
3s23p5 2Po1/2 |
2Po3/2 |
M1 |
5.3(-2) (3%) |
- - |
5.46(-2) - |
5.34(-2) 5.34(-2) |
Прим.:БКДФ- Saha-Fritzsche, J.Phys.B, 2005; ДФ- Hibbert-Hansen, J.Phys.B, 1994; Експ.- Martin W., NIST Spectra Database, NIST, Washington, 2004;
Аналіз та порівняння з експериментом даних нашої теорії , а також теорій ДФ , БКДФ дозволяє заключити, що, по-перше, наша теорія завдяки більш повному урахуванню кореляційних і релятивістських поправок забезпечує кращу згоду з експериментом, ніж ДФ теорії; по-друге, точність розрахунку ймовірностей М1,Е2 ЗАП принципово визначається коректністю і повнотою урахування ефектів кореляції, зокрема, поправка на поляризацію остову є суттєвою, змінюючи СО на 15-30%. На відміну від даних теорії БКДФ, де калібровочно-неінваріантний внесок у радіаційну ширину Еninv досягає 10-40% HgII й 12% для ArII, в нашій теорії внесок Еninv виявляється практично нульовим (десяті частки %). Це на традиційній мові означає еквивалентність даних розрахунку СО у схемах з оператором переходу в формах «довжини» і «швидкості». У підр.3.4 проведено вивчення спектрів атомів EuI, YbI і здійснені розрахунки енергій і СО переходів 4f7(8S) 6s28S7/2-4f7(8S)6snp8P5/2,7/2,9/2 (n=6-8) для EuI і 4f14 6s21S0-4f146snp1P1 (n=6,7) для YbI. Порівняння розвиненої теорії (Еninv<1% ) з альтернативними теоріями, зокрема, кулонівськім наближенням (тут при різ-них калібровках фотонного пропагатору Еninv досягає 50%) і теорією БКДФ (Еninv ~до 15%) показує, що обчислені СО gf істотно краще узгоджуються з експериментом, при цьому вкрай значний внесок, обумовлений кореляційними ефектами (до 30%). Знайдено, що експериментальні енергії переходів 4f7(8S)-6s28S7/2-4f7(8S)6s7p8P9/2, 4f7(8S)6s28S7/2-4f7(8S)6s7p8P 7/2 і gf для 4f7(8S)6s2 8S7/2-4f7-(8S)6s8p8P9/2 в EuI містять помилку, яка в принципі обумовлена вкрай високою складністю їх спектрів. Як приклад, наведемо декотрі СО gf переходів з станів в основний для YbI, зокрема, для переходу 4f146s21S0-4f146s6p1P1 (довжина =3987,9Е) маємо: наша теорія gf=1,36 (розр. з оптимізованим базисом) і gf=1,48 (розр. з неоптимізованим базисом); куло- нівське наближення - gf= 1,82; БКДФ: gf= 1,65; експериментальні дані- (1,2; 1,38; 1,12). У підр. 3.5 наведені результати розрахунку енергій, імовірностей, СО різних типів переходів між рівнями конфігурацій 4s2(1S0), 4s4p (1,3P0J), 4s4d (1,3D0J) для Zn-подібних іонів (Z~32-92). Перелічені стани у ТЗ трактуються як 2QP стани (nl,n'l') над остовом заповнених оболонок 3p63d10. У табл. 3 наве-дені експериментальні (експ.) і теоретичні енергії (у атом.од.) і СО для перехо- ду 4s2(1S0)-4s4p(1P01) для Zn-подібних іонів (теорія: методи ХФ, ДФ, ДФ з експ. Е, МП, наша теорія КЕД), а в табл. 4 - розраховані нами ймовірності M1,E2 ЗАП, зокрема, переходів: (a) ; (b) .На жаль, які-небудь експериментальні дані по цим параметрам є відсутніми, тому теорія залишається єдиним джерелом постачання спектральної інформації. Аналіз показав, що альтернативні дані ХФ і ДФ теорій з використанням різних калібровок фотонного пропагатору (оператор переходу у формі довжини і швидкості ) відрізняються один від одного до~15%, а в нашій теорії Еninv не перевищує 1%. Із збільшенням Z має місце різке зростання ймовірностей Е2,М1 ЗАП, саме, понад 8-10 порядків при переході від до . Значна частина даних для Zn-подібних іонів отримана з прийнятною точністю нами вперше.
Табл.3. Експериментальні (експ.: Moore (NBS, Washington, 1987) і теоретичні енергії (атом.од.) і СО 4s2(1S0 )- 4s4p (1P01) для Zn-подібних іонів (теорія - ХФ, ДФ, ДФ з експ. Е, метод МП, наша теорія КЕД ТЗ).
|
Ион |
Meтод |
Е |
|||
|
ДФ |
0.3351 |
1.89 |
1.98 |
||
|
ХФ |
0.2984 |
2.30 |
2.01 |
||
|
ДФексп |
0.3221 |
1.97 |
1.95 |
||
|
MП |
0.3076 |
1.68 |
1.73 |
||
|
Кед ТЗ |
0.3220 |
1.862 |
1.861 |
||
|
Експ. |
0.3221 |
1.850.15 |
1.850.15 |
||
|
ДФ Кед ТЗ |
6.2564 5.1788 |
1.12 0.97 |
1.10 0.96 |
||
|
ДФ |
17.8584 |
1.37 |
1.36 |
||
|
ХФ |
17.6087 |
1.41 |
1.47 |
||
|
Кед ТЗ |
17.6285 |
1.33 |
1.33 |
||
|
Експ. |
- |
1.310.05 |
1.310.05 |
Табл.4. Ймовірності заборонених M1, E2 переходів у спектрі Zn-подібних іонів (наша теорія): (a) ; (b) ; Прим.:
|
Переход |
M1 (a) |
E2 (a) |
M1 (b) |
E2 (b) |
|
|
0.051(+1) |
0.018(-2) |
0.015(+2) |
0.022(+1) |
||
|
0.072(+1) |
0.034(-2) |
0.033(+2) |
0.041(+1) |
||
|
0.042(+5) |
0.025(+3) |
0.034(+5) |
0.232(+3) |
||
|
0.039(+7) |
0.399(+5) |
0.145(+6) |
0.026(+6) |
||
|
0.028(+8) |
0.104(+6) |
0.119(+7) |
0.029(+7) |
||
|
0.047(+8) |
0.067(+7) |
0.215(+7) |
0.058(+7) |
||
|
0.036(+9) |
0.059(+8) |
0.128(+8) |
0.101(+8) |
У 4-му розділі наведені результати розрахунку енергій, ймовірностей переходів між 2QP станами 2s22p5nl, 2s2p6nl (n=3,4; l=0-2) для Ne-подібних іонів (Z= 20-83). Особливе значення такі дані мають для робіт з побудови лазерів ВУФ (X-ray) діапазону з плазмою Ne-подібних іонів у якості активного середовища. Відомі приклади- лазери на переходах Ne-подібних іонів Y з =155Е, Ar (469 Е),V з =304Е (FIAN-ISAN, Russia; Livermor,Colorado, USA; 1996,2005).Секулярна матриця М розраховувалась у j-j схемі зв'язку кутових моментів, перехід до проміжної схеми зв'язку реалізовано діагоналізацією М. Враховано накладен-ня усіх QP станів, що будуються з орбіталей 2s-11/2,2p-11/2, 2p-13/2,3s1/2,3p1/23p3/2, 3d3/2, 3d5/2, 4s1/2, 4p1/2,4p3/2,4d3/2,4d5/2.Порівняння наших даних з іншими для енергій, ймовірностей ряда переходів в іонах Ca+10, Sc+11,Ni+18, Br+25 показує (за викл.енергій переходів для Bi73+, де ДФ дані у порівнянні з нашими є більш точними завдяки урахуванню КЕД поправок) кращу згоду даних нашої теорії з експериментом внаслідок більш повного урахування кореляцій і використання оптимізованого 1QP подання. Для ряду термів: 2p54d (3/2, 3/2)2 2p54d (3/2, 5/2)1 (CaXI, Sc XII), 2s1/23p1/2, 2s1/23p3/2 (J=1) (BrXXVI) виявлено, що експериментальні дані містять досить високу похибку. На рис. 1 наведені розраховані нами залежності від Z імовірностей ряда М1 переходів у основний стан. Зміна ступеня взаємодії конфігурацій у спектрах, сильна залежність від ступеня урахування релятивістських, кореляційних ефектів
Рис.1. Розраховані Z-залежності імовірностей М1 переходу з рівнів 2s1/23s1/2 (J=1) (крива 1), 2p3/23p3/2 (J=1) (крива 2), 2p3/23p1/2 (J=1) (крива 3), 2p1/23p1/2 (J=1) (крива 4), 2p1/23p3/2 (J=1) (крива 5), 2s1/23d3/2 (J=1) (крива 6) у основний стан.
обумовлюють певні нерегулярності у Z-залежностях ймовірностей Е2,М1,М2 переходів у Ne-подібних спектрах (докладні таблиці для Ne-подібних іонів до Z=83 наведені у додатку і мають корисне значення для різних додатків, враховуючи відсутність експериментальних даних для значної кількості досліджених Ne-подібних багатозарядних іонів).
ВИСНОВКИ
1. Вперше побудована послідовна, калібровочно-інваріантна релятивістська теорія ЗАП у спектрах важких атомів і багатозарядних іонів (істотно релятивістські системи), яка базується на формалізмі КЕД ТЗ (S-матричний формалізм Гелл-Мана і Лоу; енергетичний підхід) з використанням оптимізованого 1-QP подання для хвильових функцій і прецизійним урахуванням обмінно-кореляційних ефектів як ефектів 2 та вище порядків ТЗ.
2. Вперше в теорії заборонених радіаційних переходів у спектрах атомів та іонів імплементовано схему прецизійного урахування ефектів поляризаційної взаємодії зовнішніх QP через остов заповнених електронних оболонок та екранування QP, яка заснована на використанні ефективних потенціалів.
3. Апробація нової теорії з використанням калібровочно-інваріантного 1-QP уявлення і урахуванням суттєвого (до 30%) вкладу за рахунок поляризації остова у розрахунках енергій, імовірностей, сил осциляторів дипольних Е1(для теста) переходів 5d107p(P1/2,P3/2)-5d106s(S1/2), 5d107p(P1/2,P3/2)-5d107s(S1/2), електричного E2 квадрупольного переходу 5d96s2(D5/2,D3/2)-5d106s (S1/2) у іоні Hg+ і переходів між рівнями конфігурацій 3s23p5, 3s3p6, 3p43d, 3p44s у одноразово іонізованому атомі Ar+ (2 рівня з J=1/2, J=3/2 конфігурації 3s23p5 і 37 збуджених рівнів з J=1/2,3/2 конфігурацій 3s3p6, 3p43d, 3p44s; з рівня J5/2 - Е1 перехід, з рівнів J=7/2 - М2 перехід; з рівнів з J=7/2, 9/2 конфігурації 3p43d та ін. - Е2 і М1- переходи на рівні тієї ж парності, які лежать нижче) показала її ефективність і прийнятну точність. Показано, що у межах нової теорії калібровочно-неінваріантний внесок у радіаційну ширину атомного рівня Еninv, на відміну від стандартних теорій Хартрі-Фока, Дірака-Фока (Еninv~10-40%), виявляється практично нульовим (десяті частки %).
4. Проведено вивчення спектрів важких атомів лантаноїдів EuI, YbI і здійснені розрахунки енергій і ймовірностей радіаційних переходів типу 4f7(8S)6s2 8S7/2 - 4f7(8S)6snp8P5/2, 7/2,9/2 (n=6-8) в спектрі EuI і 4f146s21S0-4f146snp1P1 (n=6,7) в YbI. Порівняння розвиненої теорії (Еninv<1% ) з альтернативними теоріями, зокрема, кулонівськім наближенням (при різних калібровках фотонного пропагатору Еninv~до 50%) і БКДФ (Еninv ~до 15%) показує, що обчислені СО краще узгоджуються з експериментом, при цьому вкрай значний внесок кореляційних ефектів (~30%). Зазначено, що експериментальні енергії переходів 4f7(8S) 6s2 8S7/2-4f7(8S)6s7p8P9/2, 4f7(8S)6s28S7/2-4f7(8S)6s7p8P 7/2 і gf для 4f7(8S)6s2 8S7/2-4f7(8S)6s8p8P9/2 в EuI містять помилку, що пояснюється вкрай високою складністю шуканих спектрів.
5. Наведені результати розрахунку енергій, імовірностей, СО різних типів переходів між рівнями конфігурацій 4s2(1S0),4s4p(1,3P0J) 4s4d (1,3D0J) у спектрі Zn-подібних іонів з Z~32-92.
Показано, що альтернативні дані по ймовірностям в ХФ і ДФ теоріях з використанням різних калібровок фотонного пропагатору (оператор переходу у формі довжини і швидкості) відрізняються один від одного в середньому до 15%, у той час як у нашій теорії різниця не перевищує 1%. Із збільшенням Z має місце різке зростання A заборонених Е2,М1 перехо-дів, зокрема, понад 8 порядків величини при переході від до . Значна частина результатів отримана вперше.
6. Наведені дані розрахунку енергій Е, ймовірностей A радіаційних переходів між рівнями конфігурацій 2s22p53s,3p,3d,4s,4p,4d і 2s2p63s,3p,3d,4s, 4p,4d у спектрах Ne-подібних іонів з Z~20-83. Порівняння отриманих нами результатів з ДФ і ТЗ теоретичними даними для ряду переходів в іонах Ca+10,Sc+11,Ni+18, Br+25,Bi73+ (для цих іонів є уривчасті результати beam-foil експерименту) показує кращу згоду даних КЕД ТЗ з експериментом внаслідок більш повного урахування кореляцій і використання оптимізованого 1QP представлення. Для ряду термів, напр., 2p54d(3/2,3/2)2, 2p54d(3/2,5/2)1 (CaXI, ScXII), 2s1/23p1/2, 2s1/23p3/2 (J=1) (BrXXVI) експериментальні дані наведені в літературі з досить високою похибкою. Розраховані Z-залежності ймовірностей Е2,М1,М2 ЗАП переходів у Ne-подібних іонах виявляють нерегулярності у всіх залежностях, пов'язані iз зміною ступеня взаємодії різних конфігурацій у спектрах, і сильну залежність величин від ступеня урахування кореляцій i релятивістських ефектів. Переважна частина даних з прийнятною точністю отримана вперше і вкрай важлива для вирішення задач діагностики плазми, розробки короткохвильових лазерів на багатозарядних іонах, астрофізичних додатків тощо.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Florko T.A., Sensing forbidden transitions in spectra of some heavy atoms and multicharged ions: new theoretical scheme/ Florko T.A., Loboda A.V., Svinarenko A.A.//Sensor Electronics and Microsyst. Techn.-2009.-N3.-P.21-26.
Glushkov A.V., Optimized perturbation theory scheme for calculating the interatomic potentials and hyperfine lines shift for heavy atoms in the buffer inert gas/ Glushkov A.V., Florko T.A., Khetselius O.Yu., Malinovskaya S.V., Mischenko E.V., Svinarenko A.A.//Internat. Journal of Quantum Chemistry.-2009.-Vol.109.-P.3325-3329.
...Подобные документы
Дифузія-поширення речовини в якому-небудь середовищі в напрямку зменшення її концентрації, обумовлене тепловим рухом іонів, атомів, молекул, більших часток. Пояснення причин дифузії законами термодинаміки. Звязок дифузійних процесів зі зміною ентропії.
практическая работа [152,9 K], добавлен 17.10.2008Розміри та маси атомів, їх будова. Заряд і маса електрону. Квантова теорія світла, суть лінійчатого характеру атомних спектрів. Квантово-механічне пояснення будови молекул. Донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку. Молекулярні орбіталі.
лекция [2,6 M], добавлен 19.12.2010Вивчення закономірностей тліючого розряду, термоелектронної емісії. Дослідження основних властивостей внутрішнього фотоефекту, впливу електричного поля на електропровідність напівпровідників. Експериментальне вивчення ємнісних властивостей p–n переходів.
учебное пособие [452,1 K], добавлен 30.03.2009Електрофізичні властивості напівпровідників та загальні відомості і основні типи напівпровідникових розмикачів струму. Промислові генератори імпульсів на основі ДДРВ й SOS-діодів, дрейфовий діод з різким відновленням, силові діоди на базі P-N переходів.
дипломная работа [254,4 K], добавлен 24.06.2008Фазові перетворення та кристалічна структура металів. Загальний огляд фазових перетворень, стійкість вихідного стану. Фазово-структурні особливості в тонких плівках цирконію, особливості динаміки переходів. Розрахунок критичної товщини фазового переходу.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 14.02.2010Фазові перетворення, кристалічна структура металів. Загальний огляд фазових перетворень. Стійкість вихідного стану. Фазово-структурні особливості в тонких плівках цирконію. Динаміка переходів цирконію, розрахунок критичної товщини фазового переходу.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 02.02.2010Вивчення основних закономірностей тліючого розряду. Дослідження основних властивостей внутрішнього фотоефекту. Експериментальне вивчення ємнісних властивостей p–n переходів. Дослідження впливу електричного поля на електропровідність напівпровідників.
методичка [389,4 K], добавлен 20.03.2009Обертання атомних електронів навколо ядра, що створює власне магнітне поле. Поняття магнітного моменту атома. Діамагнітні властивості речовини. Величини магнітних моментів атомів парамагнетиків. Квантово-механічна природа магнітоупорядкованих станів.
курсовая работа [79,6 K], добавлен 03.05.2011Шляхи пароутворення як виду фазових переходів, процес перетворення речовини з рідкого стану в газоподібний. Особливості випаровування й кипіння. Властивості пари, критична температура. Пристрої для вимірювання вологості повітря (психрометри, гігрометри).
реферат [28,6 K], добавлен 26.08.2013Основи теоретичного опису розрідженого бозе-газу сформульовані М.М. Боголюбовим. Квантово-механічні хвильові пакети. Вивчення спін-поляризованого водню. Посилення атомів та решітка вихорів в бозе-айнштайнівському конденсаті. Дворідинна модель гелію-II.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.12.2013Теорія Бора будови й властивостей енергетичних рівнів електронів у водневоподібних системах. Використання рівняння Шредінгера, хвильова функція та квантові числа. Енергія атома водню і його спектр. Виродження рівнів та магнітний момент водневого атома.
реферат [329,9 K], добавлен 06.04.2009Спектри поглинання, випромінювання і розсіювання. Характеристики енергетичних рівнів і молекулярних систем. Населеність енергетичних рівнів. Квантування моментів кількості руху і їх проекцій. Форма, положення і інтенсивність смуг в молекулярних спектрах.
реферат [391,6 K], добавлен 19.12.2010Квантовая теория комптоновского рассеяния. Направление движения электрона отдачи. Давление света. Сериальные закономерности в спектрах атома водорода. Модель Томсона, Резерфорда. Постулаты Бора. Гипотеза де-Бройля. Элементы квантовомеханической теории.
презентация [195,5 K], добавлен 17.01.2014Взаимодействие света с веществом. Основные различия в дифракционном и призматическом спектрах. Квантовые свойства излучения. Поглощение и рассеяние света. Законы внешнего фотоэффекта и особенности его применения. Электронная теория дисперсии света.
курсовая работа [537,4 K], добавлен 25.01.2012Понятие дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсии. Классическая теория дисперсии. Зависимость фазовой скорости световых волн от их частоты. Разложение белого света дифракционной решеткой. Различия в дифракционном и призматическом спектрах.
презентация [4,4 M], добавлен 02.03.2016Изучение спектров пропускания резонансных нейтронов проб урана различного обогащения. Устройство и работа времяпролетного спектрометра на основе ускорителя электронов. Анализ содержания изотопов по площадям резонансных провалов в измеренных спектрах.
дипломная работа [710,4 K], добавлен 23.02.2015Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини. Формула де Бройля. Стан частинки в квантовій механіці. Хвильова функція, її статистичний зміст. Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів. Фізика атомів і молекул. Спін електрона. Оптичні квантові генератори.
курс лекций [4,3 M], добавлен 24.09.2008Електромагнітні імпульси у середовищі, взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною. Квантовій опис атомів і резонансна взаємодія з електромагнітним полем, площа імпульсів. Характеристика явища фотонної ехо-камери та його експериментальне спостереження.
курсовая работа [855,2 K], добавлен 13.08.2010Вплив упорядкування атомів на електроопір сплавів. Вплив опромінення швидкими частинками на впорядкування сплавів. Діаграма стану Ag-Zn. Методика експерименту. Хід експерименту. Приготування зразків. Результати досліджень сплаву AgZn методом електроопору.
реферат [32,3 K], добавлен 29.04.2002Вивчення спектрів електромагнитного випромінювання. Вивчення будови атомів та молекул, речовини в її різних агрегатних станах, різноманітних мінералів. Основний закон світлопоглинання Бугера-Ламберта-Бера. Закон адитивності. Сприйняття кольору і спектру.
презентация [1,5 M], добавлен 07.10.2017
