Введение к работе
і.
Актуальность темы. К процессам передачи электрона в столкновениях полностью ободранных ионов с атомными частицами в последнее время приковано большое внимание из-за их чрезвычайно важной роли как в прикладном, так и в фундаментальном плане. Но, существующие к настоящему моменту теоретические ,разработки позволяют описывать эта процессы только в ограниченных интервалах энергий, определяемых их внутренней структурой, требуют пересмотра в зависимости от типа мишени и дают ограниченную информацию о динамике и механизмах, процесса передачи электрона. Особенно трудным в этом смысле является т.н. промежуточный диапазон энергий столкновения, где скорость налетающег'о иона по величине близка к скорости орбитального электрона мишени.
В связи с вышесказанным существует потребность в создании теоретической модели, описывающей процесс в широком диапазоне, охватывающем области низких, средних и высоких энергий, и, вместе с тем, дающей сведения о механизмах и динамике процесса передачи электрона.
С другой стороны формализм интегральных уравнений Фаддеева квантовой теории рассеяния в системе нескольких тел, широко применяемый в ядерной физике, недостаточно развит по отношению к атомным процессам. Непосредственное использование методов, развитых в этом направлении, для описания процесса передачи электрона в столкновениях полностью ободранных ионов с атомными частицами (как и других процессов) невозможно из-за необходимости учета вклада
очень большого числа парциальных волн.
Целью настоящей работы является попытка создания теоретической модели, пригодной на широком интервале анергий, на основе фадцеевского формализма задачи трех тел, в форме, предложенной Альтом, Грассбергером и Сандхасом САГО. Особое внимание уделяется практическому их применению с целью описания и анализа конкретных процессов передачи электрона.
Научная новизна. Трехтельные уравнения Фаддеева в форме Альта-Грассбергера-Сандхаса для чисто кулоновского взаимодействия получены без применения процедуры экранировки кулоновских потенциалов.
Полученные уравнения АГС записаны в представлении прицельного параметра, более удобном для расчета процессов перезарядки и рассеяния в столкновениях атомных частиц.
Получены аналитические выражения амплитуды полюсной диаграммы в представлении прицельного параметра для передачи легкой частицы из произвольного начального состояния в произвольное конечное в отсутствие и при наличии кулоновского взимодеисі'вия по центру масс в выходном канале.
Получены уравнения АГС в эйкональном приближении, позволяющие выделить в виде множителя эффект кулоновского взаимодействия между тяжелыми частицами, роль которого в определении полного сечения процесса уменьшается с увеличением энергии столкновения.
В эйкональном приближении получены эффективные потенциалы низших порядков в каналах перезарядки и рассеяния.
С использованием полученных уравнений проведены расчеты полных и парциальных сечений перезарядки полностью ободранных ионов н+,
Но2+ и i.i3+ на атомарном водороде в основном состоянии.
Проведены расчеты полных и парциальных сечений перезарядки протона на многоэлектронных мишенях; при этом задача представляется аффективно, как трехтельная. В расчегы вовлечены атомы і-елия и щелочных металлов.
Впервые проведены расчеты полных и парциальных сечений для захвата протоном электрона из низколежащих возбужденных состояний атома водорода (2s, 2р , 2р ,).
Научная и практическая ценность работы. Рассмотренные в диссертации процессы передачи электрона в ион-атомных столкновениях важны как с теоретичечкой точки зрения, так и с практической.
Полученные в настоящей работе уравнения АГС в представлении прицельного параметра могут найти применение при описании различных атомных процессов, например, упругого и неупругого рассеяния.
Эги уравнения могут быть использованы также не только для расчетов сечений реакций передачи электрона, но и передачи мъюона, например, в реакции djj~ + t —> d + t|T, которая важна в ядерном d(j"t катализе.
Приведенные в диссертации расчетные данные могут найти самый широкий спектр прикладных применений в изучении и диагностике термоядерной плазмы, создании источников стимулированного рентгеновского излучения и в связи с проблемами, возникающими при создании пучков поляризованных частиц и отрицательных ионов.
В фундаментальном плане приведенный в диссертации материал дает сведения о трехчастичнои кулоновскои динамике в атомных процессах передачи электрона и, с другой стороны, о возможности
применения фаддеевского формализма для рассмотрения атомных процессов с участием многхээлектронных систем, представляя задачу эффективно, как трехтельнюю.
Приведенные в диссертации новые факты по захвату электрона протоном из возбужденных состояний атома водорода стимулируют постановку ггрецизионных экспериментов по измерению сечений этих процессов.
Автор заїцищает:
і. Трехтельные уравнения Фаддеева в форме ,Альта-Грассоер-гера-Сандхаса для чисто кулоновского взаимодействия, получение без применения процедуры экранировки кулоновских потенциалов.
-
Аналитические выражения амплитуды полюсной диаграммы в представлении прицельного параметра для передачи легкой частицы из произвольного начального состояния в произвольное, конечное в отсутствие и при наличии кулоновского взимодействия по центру масс в выходном канале.
-
Результаты расчетов полных и парциальных сечений передачи электрона в чисто трехтельных столкновениях ионов н+, Не2+ и Li3+ с атомом водорода и столкновениях протона с мнотоэлектронными мишенями (атомы гелия и щелочных металлов).
-
Трехчастичное приближение для уравнений АГС, позволяющие факторизовать информацию о кулоновоком взаимодействии между тяжелыми частицами, роль которого в определении полного сечения процесса уменьшается с увеличением энергии столкновения.
-
Явные выражения для эффективных потенциалов низших порядков в каналах перезарядки и рассеяния в эйкональном приближении.
-
Результаты расчетов, с использованием полученных уравнений, полньк и парциальных сечений перезарядки полносгью ободранных ионов н+, Не + и Li + на атомарном водороде в основном состоянии.
-
Результаты впервые проведенных расчетов полных и парциальных сечений для захвата протоном электрона из низколежащих возбужденных состояний атома водорода (2s, 2pQ, 2р±[).
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на
- Международном рабочем совещании по методам физики нескольких тел
в физике низких энергий, Алма-ата, Казахстан, 1992;
Международной конференции по методам физики нескольких тел в атомной физике, Канада, 1992;
Гордоновской конференции (проблема нескольких тел в физике и
ХИМИИ), НьЮ-ХемПШИр, США, 1991;
семинарах Института Физики Мэйнцского Университета, Маинц,
Германия, 1992;
семинаре Института Физики Макса Планка, Гайдельберг, Германия,
1992;
- семинарах НИИЯФ МГУ, 1989-1992.
За приведенный в настоящей диссертации цикл работ автор Ученым Советом Института Ядерной Физики АН РУз представлен на соискание Государственной Премии Республики Узбекистан за научные разработки молодых ученых.
Публикации. По теме диссертации опубликовано ь научные работы, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из
введения, четырех глав, заключения и приложения. Она содержит i50 страниц в сплошной нумерации, за рисунка, ia таблиц и список литературы из юч наименований.
