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强磁场下He2++H(1s)的碰撞激发过程的态选择截面研究

何斌 丁丁 屈世显 王建国

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强磁场下He2++H(1s)的碰撞激发过程的态选择截面研究

何斌, 丁丁, 屈世显, 王建国

Investigation of state-selective cross-sections for excitation processes of the collisions of He2++ H(1s) in strong magnetic fields

He Bin, Ding Ding, Qu Shi-Xian, Wang Jian-Guo
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  • 强磁场下的重粒子碰撞激发过程是重要的非弹性碰撞过程, 但相关研究还几乎是空白. 应用经典蒙特卡洛的方法在得到无磁场下He2++H(1s)的碰撞激发截面的基础上, 详细研究了不同强度的纵向和横向强磁场环境下到不同主量子数n和磁量子数m的碰撞激发过程的态选择截面. 同时用非微扰量子方法, 得到了强磁场下靶原子的能级, 并分析了其随磁场强度变化的原因. 对碰撞过程发现由于磁场的引入导致到不同m态的激发截面有较大的分离, 同时在较低入射能区的态选择截面变化行为与磁场方向有很大关系, 这与能级变化及横向强磁场所特有的抗磁项的相互竞争有密切联系. 通过对有关事例、径迹的分析, 解释了这些变化形成的原因. 也发现由于核的运动, 沿磁场方向的轨道角动量并非绝对守恒, 而有微小的变化.
    Based on the excitation cross-sections in collisions of H(1s) atoms with He2+ obtained by using the classical trajectory Monte Carlo method, the state-selective cross-sections of excitation processes for different n and m, where n and m are the principal and magnetic quantum numbers respectively, are studied with the application of strong longitudinal and transverse magnetic fields. Meanwhile, the precise energy levels for atom H in strong magnetic fields are obtained by non-perturbative quantum method. It is found that there is some strong separation of the state-selective cross-sections among different magnetic quantum states. Such behaviors are related to the variation of the energy levels and the diamagnetic terms induced by the applied magnetic fields. The diamagnetic terms in transverse magnetic fields result in the rapid increase of the cross-sections for the state of negative m at 25keV/u, which is further indicated by the trajectory in this case. In some cases the decrease of the total excitation cross-sections is found to be due to the rise of the energy levels caused by the magnetic fields. The orbital angular momentum along the direction of the magnetic field is not conserved absolutely; this phenomenon is found also in the trajectories and agrees with our analysis.
    • 基金项目: 国家自然科学基金委员会与中国工程物理研究院联合基金(批准号: 10976016)和国家自然科学基金(批准号: 11025417, 10974021, 10979007, 11104017)资助的课题.
    • Funds: Project supported by NSAF (Grant No. 10976016), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11025417, 10974021, 10979007, 11104017).
    [1]

    Drake Gordon W F (Ed.) 2006Handbook of atom, molecular, and optical physics (Heidelberg: Springer-Verlag Press)

    [2]

    Haberli R M, Gombosi T I, De Zeeuw D L 1997 Science 276939

    [3]

    Grosdanov T P, McDowell M R C 1985 J. Phys. B 18 921

    [4]

    Bradenbrink S, Sidky E Y, Roller-Lutz Z, Lutz H O 1997 J. Phys. B 30 L161

    [5]

    Bradenbrink S, Sidky E Y, Roller-Lutz Z, Reihl H, Lutz H O 1997 Phys. Rev. A 55 4290

    [6]

    Bradenbrink S, Reihl H, Roller-Lutz Z, Lutz H O 1997 J. Phys. B 30 5819

    [7]

    Bivona S, McDowell M R C 1987 J. Phys. B 20 1541

    [8]

    Suzuki S, Shimakura N, Kimura M 1996 J. Phys. B 29 1063

    [9]

    He B, Wang J G, Janev R K 2009 Phys. Rev. A 79 012706

    [10]

    Zhang H, Wang J G, He B, Qiu Y B, Janev R K 2007 Phys. Plasmas 14 053505

    [11]

    Pandey M K, Lin Y C, Ho Y K 2012 Phys. Plasmas 19 062104

    [12]

    Liu L, Wang J G, Janev R K 2008 Phys. Rev. A 77 042712

    [13]

    Ding D, He B, Liu L, Zhang C H, Wang J G 2009 Acta Phys. Sin. 58 8419 (in Chinese) [丁丁, 何斌, 刘玲, 张程华, 王建国 2009 物理学报 58 8419]

    [14]

    Luka S, Fabio S 1997 J. Phys. B 29 751

    [15]

    Lu Z Z, Chen D Y, Fan R W, Xia Y Q 2012 Appl. Phys. Lett. 100 014105

    [16]

    Tom Kirchner 2004 Phys. Rev. A 69 063412

    [17]

    Ning L N, Qi Y Y 2012 Chin. Phys. B 21 123201

    [18]

    Xie L Y, Wang J G, Janev R K, Qu Y Z, Dong C Z 2012 Eur J. Phys. D 66 125

    [19]

    Pinzola M S, Lee T G, Colgan J 2011 J. Phys. B 44 205204

    [20]

    Abrines R, Percival I C 1966 Proc. Phys. Soc. London 88 861

    [21]

    Ding D, He B, Qu S X, Wang J G 2013 Acta Phys. Sin. 62 033401 (in Chinese) [丁丁, 何斌, 屈世显, 王建国 2013 物理学报 62 033401]

    [22]

    Friedrich H 1998 Theoretical atomic physics (Heidelberg: Springer-Verlag Press)

    [23]

    Ning F F, He J F, Zeng S L, Zou S Y, Yan J 2011 Acta Phys. Sin. 60 043201 (in Chinese) [倪飞飞, 何建锋, 曾思良, 邹士阳, 颜君 2011 物理学报 60 043201]

    [24]

    Reinhold C O, Olson R E, Fritsch W 1990 Phys. Rev. A 41 4837

    [25]

    Winter T G 2007 Phys. Rev. A 76 026702

    [26]

    Becker R L, MacKellar A D 1984 J. Phys. B 17 3923

  • [1]

    Drake Gordon W F (Ed.) 2006Handbook of atom, molecular, and optical physics (Heidelberg: Springer-Verlag Press)

    [2]

    Haberli R M, Gombosi T I, De Zeeuw D L 1997 Science 276939

    [3]

    Grosdanov T P, McDowell M R C 1985 J. Phys. B 18 921

    [4]

    Bradenbrink S, Sidky E Y, Roller-Lutz Z, Lutz H O 1997 J. Phys. B 30 L161

    [5]

    Bradenbrink S, Sidky E Y, Roller-Lutz Z, Reihl H, Lutz H O 1997 Phys. Rev. A 55 4290

    [6]

    Bradenbrink S, Reihl H, Roller-Lutz Z, Lutz H O 1997 J. Phys. B 30 5819

    [7]

    Bivona S, McDowell M R C 1987 J. Phys. B 20 1541

    [8]

    Suzuki S, Shimakura N, Kimura M 1996 J. Phys. B 29 1063

    [9]

    He B, Wang J G, Janev R K 2009 Phys. Rev. A 79 012706

    [10]

    Zhang H, Wang J G, He B, Qiu Y B, Janev R K 2007 Phys. Plasmas 14 053505

    [11]

    Pandey M K, Lin Y C, Ho Y K 2012 Phys. Plasmas 19 062104

    [12]

    Liu L, Wang J G, Janev R K 2008 Phys. Rev. A 77 042712

    [13]

    Ding D, He B, Liu L, Zhang C H, Wang J G 2009 Acta Phys. Sin. 58 8419 (in Chinese) [丁丁, 何斌, 刘玲, 张程华, 王建国 2009 物理学报 58 8419]

    [14]

    Luka S, Fabio S 1997 J. Phys. B 29 751

    [15]

    Lu Z Z, Chen D Y, Fan R W, Xia Y Q 2012 Appl. Phys. Lett. 100 014105

    [16]

    Tom Kirchner 2004 Phys. Rev. A 69 063412

    [17]

    Ning L N, Qi Y Y 2012 Chin. Phys. B 21 123201

    [18]

    Xie L Y, Wang J G, Janev R K, Qu Y Z, Dong C Z 2012 Eur J. Phys. D 66 125

    [19]

    Pinzola M S, Lee T G, Colgan J 2011 J. Phys. B 44 205204

    [20]

    Abrines R, Percival I C 1966 Proc. Phys. Soc. London 88 861

    [21]

    Ding D, He B, Qu S X, Wang J G 2013 Acta Phys. Sin. 62 033401 (in Chinese) [丁丁, 何斌, 屈世显, 王建国 2013 物理学报 62 033401]

    [22]

    Friedrich H 1998 Theoretical atomic physics (Heidelberg: Springer-Verlag Press)

    [23]

    Ning F F, He J F, Zeng S L, Zou S Y, Yan J 2011 Acta Phys. Sin. 60 043201 (in Chinese) [倪飞飞, 何建锋, 曾思良, 邹士阳, 颜君 2011 物理学报 60 043201]

    [24]

    Reinhold C O, Olson R E, Fritsch W 1990 Phys. Rev. A 41 4837

    [25]

    Winter T G 2007 Phys. Rev. A 76 026702

    [26]

    Becker R L, MacKellar A D 1984 J. Phys. B 17 3923

  • [1] 赵诗艺, 刘承志, 黄修林, 王夷博, 许妍. 强磁场对中子星转动惯量与表面引力红移的影响. 物理学报, 2021, 70(22): 222601. doi: 10.7498/aps.70.20211051
    [2] 张朋, 刘政, 戴建明, 杨昭荣, 苏付海. 强磁场在ZnCr2Se4中诱导的各向异性太赫兹共振吸收. 物理学报, 2020, 69(20): 207501. doi: 10.7498/aps.69.20201507
    [3] 李国建, 常玲, 刘诗莹, 李萌萌, 崔伟斌, 王强. 强磁场下Sm-Fe薄膜不同晶态组织演化及磁性能调控. 物理学报, 2018, 67(9): 097501. doi: 10.7498/aps.67.20180212
    [4] 左小伟, 安佰灵, 黄德洋, 张林, 王恩刚. 强磁场作用下Cu熔体中富Fe颗粒的迁移与排列. 物理学报, 2016, 65(13): 137401. doi: 10.7498/aps.65.137401
    [5] 曹永泽, 王强, 李国建, 马永会, 隋旭东, 赫冀成. 强磁场对不同厚度Fe-Ni纳米多晶薄膜的生长过程及磁性能的影响. 物理学报, 2015, 64(6): 067502. doi: 10.7498/aps.64.067502
    [6] 门福殿, 田青松, 陈新龙. 强磁场中弱相互作用费米气体的稳定性. 物理学报, 2014, 63(12): 120504. doi: 10.7498/aps.63.120504
    [7] 曹永泽, 李国建, 王强, 马永会, 王慧敏, 赫冀成. 强磁场对不同厚度Fe80Ni20薄膜的微观结构及磁性能的影响. 物理学报, 2013, 62(22): 227501. doi: 10.7498/aps.62.227501
    [8] 苑轶, 李英龙, 王强, 刘铁, 高鹏飞, 赫冀成. 强磁场对Mn-Sb包晶合金相变及凝固组织的影响. 物理学报, 2013, 62(20): 208106. doi: 10.7498/aps.62.208106
    [9] 丁丁, 何斌, 屈世显, 王建国. 强磁场下He2++H(1s)的碰撞电离微分截面及电离机理研究. 物理学报, 2013, 62(3): 033401. doi: 10.7498/aps.62.033401
    [10] 门福殿, 王海堂, 何晓刚. 强磁场中Fermi气体的稳定性及顺磁性. 物理学报, 2012, 61(10): 100503. doi: 10.7498/aps.61.100503
    [11] 门福殿, 王炳福, 何晓刚, 隗群梅. 强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质. 物理学报, 2011, 60(8): 080501. doi: 10.7498/aps.60.080501
    [12] 曾思良, 倪飞飞, 何建锋, 邹士阳, 颜君. 强磁场中氢原子的能级结构. 物理学报, 2011, 60(4): 043201. doi: 10.7498/aps.60.043201
    [13] 王春江, 苑轶, 王强, 刘铁, 娄长胜, 赫冀成. 强磁场条件下金属凝固过程中第二相的迁移行为. 物理学报, 2010, 59(5): 3116-3122. doi: 10.7498/aps.59.3116
    [14] 王江, 钟云波, 任维丽, 雷作胜, 任忠鸣, 徐匡迪. 强磁场复合交变电流作用下Zn-30wt%Bi偏晶合金的凝固. 物理学报, 2009, 58(2): 893-900. doi: 10.7498/aps.58.893
    [15] 任树洋, 任忠鸣, 任维丽, 操光辉. 3 T强磁场对真空蒸发Zn薄膜晶体结构的影响. 物理学报, 2009, 58(8): 5567-5571. doi: 10.7498/aps.58.5567
    [16] 赵安昆, 任忠鸣, 任树洋, 操光辉, 任维丽. 强磁场对真空蒸镀制取Te薄膜的影响. 物理学报, 2009, 58(10): 7101-7107. doi: 10.7498/aps.58.7101
    [17] 赵益清, 刘玲, 刘春雷, 薛平, 王建国. 氢离子与里德伯原子碰撞中的电荷转移过程. 物理学报, 2009, 58(5): 3248-3254. doi: 10.7498/aps.58.3248
    [18] 高 翱, 王 强, 王春江, 刘 铁, 张 超, 赫冀成. 强磁场条件下Mn-Sb梯度复合材料的制备. 物理学报, 2008, 57(2): 767-771. doi: 10.7498/aps.57.767
    [19] 庞雪君, 王 强, 王春江, 王亚勤, 李亚彬, 赫冀成. 强磁场对铝合金中溶质组元分布状态的影响效果. 物理学报, 2006, 55(10): 5129-5134. doi: 10.7498/aps.55.5129
    [20] 王春江, 王 强, 王亚勤, 黄 剑, 赫冀成. 强磁场对Al-Si合金凝固组织中硅分布的影响. 物理学报, 2006, 55(2): 648-654. doi: 10.7498/aps.55.648
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-07
  • 修回日期:  2012-11-21
  • 刊出日期:  2013-04-05

强磁场下He2++H(1s)的碰撞激发过程的态选择截面研究

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所高能量密度物性数据中心, 北京 100088;
  • 2. 陕西师范大学物理学与信息技术学院, 理论与计算物理研究所, 西安 710062
    基金项目: 国家自然科学基金委员会与中国工程物理研究院联合基金(批准号: 10976016)和国家自然科学基金(批准号: 11025417, 10974021, 10979007, 11104017)资助的课题.

摘要: 强磁场下的重粒子碰撞激发过程是重要的非弹性碰撞过程, 但相关研究还几乎是空白. 应用经典蒙特卡洛的方法在得到无磁场下He2++H(1s)的碰撞激发截面的基础上, 详细研究了不同强度的纵向和横向强磁场环境下到不同主量子数n和磁量子数m的碰撞激发过程的态选择截面. 同时用非微扰量子方法, 得到了强磁场下靶原子的能级, 并分析了其随磁场强度变化的原因. 对碰撞过程发现由于磁场的引入导致到不同m态的激发截面有较大的分离, 同时在较低入射能区的态选择截面变化行为与磁场方向有很大关系, 这与能级变化及横向强磁场所特有的抗磁项的相互竞争有密切联系. 通过对有关事例、径迹的分析, 解释了这些变化形成的原因. 也发现由于核的运动, 沿磁场方向的轨道角动量并非绝对守恒, 而有微小的变化.

English Abstract

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