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          強微繞量子態(tài)選擇布居研究獲進(jìn)展

          2023-06-14 20:00:25 智能朗讀:

          記者13日從中國科學(xué)院近代物理研究所(以下簡稱近代物理所)獲悉,該所原子物理中心科研人員在低能高電荷態(tài)離子電荷交換量子態(tài)選擇機制研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在美國物理學(xué)會雜志《物理評論研究》上。

          先進(jìn)離子源的問世使得高電荷態(tài)原子物理研究成為一個全新的領(lǐng)域。高電荷態(tài)離子具有大量空的量子態(tài)軌道,容易俘獲中性物質(zhì)中的原子分子電子,形成激發(fā)態(tài)并退激發(fā)射光子。因此,高電荷態(tài)離子電荷交換研究成為天文、聚變等高溫極端環(huán)境診斷和建模研究的重要手段,并且在材料輻照、光刻技術(shù)以及X射線光源等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。

          然而,電荷交換中靶電子如何選擇性布居到高電荷態(tài)離子的空量子軌道,涉及兩原子中心量子態(tài)躍遷這一量子力學(xué)基本問題。低能高電荷態(tài)離子電荷交換強微擾的特點,使得準(zhǔn)確測量量子態(tài)選擇布居成為實驗原子物理學(xué)家的夢想。如何描述電荷交換中靶原子的電子波函數(shù)在高電荷態(tài)離子強庫侖場中的演化以及電子—電子關(guān)聯(lián)效應(yīng),一直是理論學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)。

          科研人員基于近代物理所低能EBIS平臺和反應(yīng)顯微成像譜儀裝置,完全測量了Ar8+與He電荷交換產(chǎn)生的反沖離子動量矢量二維譜。由于電荷交換中動量和能量守恒,反沖離子縱向和橫向動量分別反映了電荷交換量子態(tài)選擇及散射角信息。通過對比最近發(fā)展的兩激活電子緊耦合理論方法,在考慮碰撞過程中電子—電子相互作用后,理論計算和實驗測量所得態(tài)選擇截面和散射角微分截面完全符合。由此,科研人員證實了低能高電荷態(tài)離子電荷交換碰撞中電子—電子相互作用的重要性。同時還發(fā)現(xiàn)電荷交換幾率對碰撞參數(shù)(橫向動量)非常敏感,而且和磁量子態(tài)散射截面上的振蕩結(jié)構(gòu)存在對應(yīng)關(guān)系。

          記者頡滿斌

          責(zé)任編輯:黃璐

          來源: 科技日報

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