Ne原子共面双对称条件下(e，2e)反应的理论分析和后碰撞相互作用的影响

摘要

电子碰撞原子分子的单电离反应(又称(e，2e)反应）在物理学中有十分重要的地位，理论研究主要是通过该反应的三重微分截面(triple differential cross section，TDCS)来了解碰撞过程的动力学和结构学信息，而且相关数据在天体物理、受控核聚变、等离子体物理等学科领域也有迫切的需要。在不同的几何安排下，以H、He为靶的(e，2e)反应已经被广泛研究。对H、He这类简单靶，理论预测和实验数据的符合程度较高。随着新实验手段和技术的发展，(e，2e)相关实验逐渐展开多电子原子甚至是分子的TDCS测量。对于复杂的多电子原子靶（不包括分子靶），理论和实验数据的符合情况并不令人满意，对一些优秀理论提出了挑战。如何改善相关旧理论和发展新理论，使之可以解释多电子原子或分子的(e，2e)过程，成为当前理论工作者的主要任务。氖(Ne)是多电子原子，同时又是“简单”He原子与“复杂”Ar原子的过渡;在研究Ar原子时，Ne原子可以被认为是Ar原子的简单模型。因此研究电子与Ne原子碰撞，有助于对更复杂原子分子的探索。
　　通过调研了解到:人们对电子碰撞Ne原子的理论研究主要集中在大能量转移的情况。最近，实验工作者报道了在共面双对称几何条件下、多种入射能量的电子碰撞电离Ne原子2p轨道电子的(e，2e)过程的实验数据，为认识Ne原子提供了帮助。
　　在本论文中，我们研究共面双对称几何条件下Ne原子的(e，2e)过程，利用标准一阶扭曲波玻恩近似(distorted wave Born approximation，DWBA)方法，计算了共面双对称几何条件下不同能量电子碰撞电离Ne原子2p轨道电子的(e，2e)反应的TDCS，并与上述相关实验数据进行比较，发现在近阈和低能，计算数据和实验符合程度很差，随着入射能量的提高而逐渐改善的现象。然后探究了后碰撞相互作用(post collision interaction，PCI)对TDCS的影响，发现在近阈和低能时有一定的改进效果;虽然仍和实验数据有一定的差异，但考虑PCI显然更加符合实验情况，较好地给出前向散射峰波形结构。最后，通过改变初态Ne原子势能，我们再次进行了计算，并将结果与标准DWBA计算数据和实验测量进行了比较;除近阈值符合情况较差以外，其他能量符合程度较好，且成功地给出实验数据的中间峰结构。
　　正文主要包含以下六章内容:第一章包括引言、(e，2e)反应的由来和实验过程、(e，2e)反应实验和研究进展，并概述了本文的研究内容和意义;第二章介绍(e，2e)反应的基础（实验几何条件、微分截面与碰撞机制）和相关理论介绍;第三章，利用一阶DWBA方法计算了在共面双对称几何条件下从近阈值到中能情况下电子碰撞Ne原子2p轨道的TDCS，并和实验数据进行了比较;第四章对一阶DWBA方法表现出的不足做了针对性的改进（引入伽莫夫因子考虑后碰撞相互影响），并利用改进后的一阶DWBA理论再次进行计算;第五章，假设入射电子开始时感受到Ne原子3p与4p轨道的势能，用这种特殊的方式重新计算了TDCS，并与实验数据和标准DWBA理论计算结果进行了比较;第六章是对本文工作的总结，并对(e，2e)反应的相关实验和理论发展趋势进行了展望。希望本文的相关工作能对以后的工作者提供一定的参考和帮助。

目录

声明

摘要

主要缩写对照表

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 (e，2e)反应由来和实验过程

1．2．1 (e，2e)反应由来

1．2．2 (e，2e)反应实验过程

1．3 (e，2e)反应实验和研究进展

1．4 本文研究内容和意义

第二章 (e，2e)反应基础和理论介绍

2．1 实验几何条件、微分界面以及碰撞机制

2．1．1 实验几何条件

2．1．2 反应截面

2．1．3 碰撞机制

2．2 (e，2e)反应理论

2．2．1 DWBA方法

2．2．2 其他比较优秀方法或模型简介

第三章 共面双对称条件下Ne原子(e，2e)反应的DWBA理论计算

3．1 理论计算结果分析与讨论

3．2 小结

第四章 后碰撞相互作用影响

4．1 后碰撞相互作用

4．2 结果分析与讨论

4．3 小结

第五章 势能变化的影响

5．1 势能

5．2 结果分析与讨论

5．3 小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

硕士期间成果