在相对论原子结构和性质计算程序的基础上,通过系统考虑相关和弛豫效应,发展和建立一套研究电子-离子碰撞激发的全相对论扭曲波方法和程序,重点对电子与高Z高电荷态离子的碰撞激发过程进行系统研究;并精确计算实验室及天体物理等离子体、ICF、X射线激光等研究中所需的碰撞激发截面、速率系数等碰撞参数,以期对实际应用领域的研究提供理论依据和指导。
本项目在国际上先进的研究原子结构和性质的相对论多组态Dirac-Fock理论方法和计算程序GRASP92的基础上,新发展和建立了一套研究电子离子碰撞激发过程的全相对论扭曲波方法和计算程序REIE06;研究了各种复杂的靶离子体系(包括高离化态离子、洞原子、内壳层双激发态原子以及超重原子)的能级结构及辐射和非辐射跃迁特性,探讨了相对论效应、电子关联效应和量子电动力学效应的影响;以实验室和天体等离子体中非常感兴趣的电子与原子(离子)的碰撞激发过程为例,分析了电子关联、Breit相互作用以及高分波和共振过程对碰撞激发截面和速率系数的影响,获得了大量有用的高精度碰撞参数;同时,作为新方法和程序的推广,构建了研究双电子复合过程的相对论程序,并对类氦和类锂离子体系进行了研究。这些研究不仅有助于人们深入理解各种复杂原子(离子)的结构及其碰撞动力学过程的机理,也为实验室以及天体等离子体性质的研究和状态的诊断提供了重要的理论依据。