原子物理的基本任务就是要通过对多体体系中电子-电子的相互作用导致的电子的关联的说明,获得对多体体系动力学的物理理解和定量的描述[1]。原子的电子碰撞电离显示了库仑长程力耦合多体相互作用的复杂性,能够提供对于电子关联的理解。电离的三重微分截面决定所有的碰撞参数,是研究原子电离理论的最严格的检验,通过电子的反粒子同原子碰撞过程,研究反物质同物质的相互作用动力学,从而得到电子关联的信息。但是,现在的理论不能包括正负电子偶素这个重要的重排通道,在我们的这个申请, 我们拟在畸变波玻恩近似的基础上,应用描述正负电子偶素的一个等价局域近似的光学势,发展一贯处理低能正电子碰撞电离原子的理论方法,计算原子电离的三重微分截面。探索电子关联动力学。
positron scattering;triplet differential cross section;electron correlation;positronium formation;distorted wave Born approximation
原子物理的根本任务是通过对多体体系中电子-电子相互作用导致的电子关联的说明获得对多体动力学的物理理解和定量描述,而关联动力学是可能通过原子的碰撞电离演示的。正电子是电子的反物质,它与原子的相互作用能够提供其它方式不能代替的方法去检验自然界物质之间相互作用的规律和对称性,获得原子多体体系的动力学机理和电子关联信息,正电子的碰撞电离的三重微分截面,提供了对关联动力学的最敏感的检验。在过去的十年,由于计算和实验技术的发展,理论和实验工作得到了大量的三重截面数据,同时也发展了强有力的理论方法;但是几乎全部集中在电子碰撞原子电离过程,而对正电子碰撞原子电离的三重微分截面的理论计算或者实验测量工作是非常缺少的。本课题的目的,是通过我们耦合通道光学势理论计算所得到的正电子碰撞原子电荷转移过程的光学势,建立畸变波玻恩近似的方程 发展一个正电子电离原子的理论方法,计算正电子碰撞原子电离的三重微分截面,探索电荷、 质量的不同对碰撞动力学的影响。揭示量子力学的不同处理方法,提供理解多体特别是三体关联动力学新的观点。按照基金申请的计划,研究工作已经完成。应用我们所建立的理论方法,我们计算了正电子碰撞氦原子的电离三重微分截面,并与唯一的实验结果和其他的理论计算结果进行了比较。发现我们的结果是目前国际上最符合实验的理论计算结果。但是通过结果数据的分析,我们发现当正负电子速度相等时,电子被捕获到连续态和束缚态(ECC)这个过程,在碰撞电离中是不能被忽略的。它是由于碰后三体库伦相互作用引起的。为此,我们将末态表达为正电子散射波函数、电子的波函数和正电子-电子对的束缚态的乘积,正负电子对的质量中心是平面波来处理碰后相互作用。这个工作的困难在于需要处理两个中心的非局域相互作用算符,我们应用等价局域近似,解决了这个困难。现在的这些结果将提交给PRL,我们希望得到国际权威的检验。对理论的验证是它重新产生实验数据的能力,更进一步的研究工作是我们将这个理论应用到计算正电子同复杂的惰性气体原子的电离,例如氖和 氩等。但是由于这些原子特殊的原子结构和多体电子关联的复杂性,需要我们在下面两个方面进行研究,(1)将我们的耦合通道光学势方法推广到计算多电子体系,(2)需要突破现在的畸变波玻恩近似理论的局限,考虑多电子体系的多重电离和自电离共振的效应,发展一个新的理论方法计算原子电离三重微分截面。目前工作正在进行中。