类锂和类氦的C,Fe和Ni离子光电离和光复合的共振特性研究

论文摘要

光电离和光复合过程的研究对于深入理解光子和电子与原子或离子的相互作用起着至关重要的作用。然而,对这些过程的准确描述仍然是原子物理学的一大挑战。本工作基于理解这些基本的原子物理过程的动机而开展类氦和类锂离子相关过程的理论计算。本文中我们在全相对论R矩阵框架下使用Dirac-R矩阵原子物理程序包计算了类锂碳离子（CⅣ）的基态和激发态的光电离截面。使用最佳水平的多组态Dirac-Hatree-Fock（MCDHF）方法对展开了类氦碳离子（C v）的靶态1s2和1snl波函数,其中n=2、3,1=s、p、d。我们计算的相关靶态的能级以及跃迁参数和实验结果以及此前的理论计算结果都符合很好。我们还利用细致平衡原理得到了类氦碳离子基态的光复合截面。光电离和光复合截面都呈现出重要的KLL和KLM共振结构。针对KLL和KLM的共振参数,文中还把我们的计算结果和以前的实验及理论结果进行了对比分析,发现与Advanced Light Source（同步辐射光源）以及CRYRING（重离子冷却储存环）的精确的实验结果符合很好。此外,我们还分析了光复合过程中双电子激发态的辐射退激通道及双电子复合过程。我们用Dirac-R矩阵方法计算了类氦Fe xxv和Ni ⅩⅩⅦ离子基态的光复合截面。在Davies和Seaton的理论框架下处理了自电离态的辐射退激,得到了与双电子复合伴线强度等价的KLL共振强度。此外,还在独立共振近似下基于多组态Dirac-Fock框架得到了双电子复合伴线的强度。本文得到KLL共振的相关跃迁波长等参数与此前的理论计算结果符合很好。两种方法得到的双电子复合伴线的强度彼此符合,且与此前的理论计算结果以及电子束离子阱的实验测量都符合很好。

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摘要

ABSTRACT

Chapter 1 Introduction

1.1 Nonresonant and Resonant PI and PR Processes

1.2 Radiation Damping of Autoionizing Resonances and DR Satellite Lines

1.3 Theoretical and Experimental Development

1.4 Present Research Work

Chapter 2 Theoretical Methods

2.1 Dirac Atomic R-matrix Method

2.2 Equation of Motion

2.3 Atomic Structure of Target Ion

2.3.1 Types of Calculations

2.3.2 Treatment of Nucleus

2.3.3 Breit Interaction

2.3.4 Radiative （QED） Corrections

2.3.5 Oscillator Strengths and Radaitive Rates

2.3.6 The GRASP Package

2.4 Boundary Conditions for Continuum Orbitals

2.5 The system of （N+1）-electrons in Internal Region

2.6 R-matrix Derivation With Buttle Correction

2.7 External Region

2.8 Reactance Matrix

2.9 Matching of Solutions from Internal and External Regions

2.10 R-matrix Bound State Technique

2.11 Differential Cross Section

2.11.1 Reduced Matrix Elements

2.11.2 Dipole Matrix Elements

2.12 Radiation Damping Treatment

2.12.1 Nonperturbative Model

2.12.2 Perturbative Model

2.13 Dirac Atomic R-matrix Code

2.13.1 DSTGO

2.13.2 DSTG/ORBS

2.13.3 DSTG/INTS

2.13.4 DSTG2

2.13.5 DSTGH

2.13.6 PDSTG3

Chapter 3 R-matrix calculations for PI cross sections of C Ⅳ:Im-plications for PR of C Ⅴ

3.1 Computations

3.2 Results and Discussions

3.2.1 Energy levels, Radiative rates of C Ⅴ

3.2.2 PI of CⅣ and PR of CⅤ

Chapter 4 KLL Dielectronic Satellite Spectra from the PR of He-like Fe and Ni Ions

4.1 Computations

4.2 Results and Discussions

4.2.1 Wavelengths, Radiative and Autoinization Rates of the Autoionizing sates ofthe Fe xxiv and Ni xxvi Ions

4.2.2 KLL DR satellite lines strengths from Dirac R-matrix and IRA calculations

Chapter 5 Summary

Bibliography

Appendix A Input for PI calculations of C Ⅳ ion

A.1 Summary of EOL calculations

A.2 DARC input files

Appendix B PR calculations of Fe ⅩⅩⅤ and Ni ⅩⅩⅦ ions

B.1 Input Files for PR calculations

B.2 Input Files for Radiative Rates of Li-like Ions

Acknowledgements

Publications

文章来源

类型: 博士论文

作者: Shahid Sardar

导师: 朱林繁

关键词: 原子物理数据,原子物理过程,辐射阻尼,反应截面,类氦和类锂碳,铁和镍离子,数值方法,射线,谱线识别,共振强度

来源: 中国科学技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 中国科学技术大学

基金: the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.U1332204,U1732133 and 11320101003),the National Key Research and Devel-opment Program of China(Grant Nos.2017YFA0303500 and 2017YFA0402300)

分类号: O562

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类锂和类氦的C,Fe和Ni离子光电离和光复合的共振特性研究

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