Релятивістська теорія зсуву і уширення спектральних ліній надтонких переходів для важких атомів в атмосфері буферних інертних газів - Автореферат

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Релятивістська теорія зсуву і уширення спектральних ліній надтонких переходів для важких атомів в атмосфері буферних інертних газів Робота виконана в Одеському державному екологічному університеті Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професорТеорія спектральних ліній атомів та іонів, спектроскопія атомів в атмосфері буферних газів традиційно належать до найважливіших і пріоритетніших областей атомної оптики і спектроскопії. Останніми роками актуальність дослідження радіаційних процесів, процесів зіткнень за участю фотонів, електронів, атомів і іонів, у т .ч., важких атомів в атмосфері інших буферних атомів, різко зросла, що обумовлено як украй високою важливістю і необхідністю наявності відповідних спектроскопічних даних по зсувам за рахунок зіткнень, уширенням спектральних ліній, полярізуємостям атомів, ван дер ваальсовим сталим, перетинам збудження за рахунок зіткнень, силам осциляторів тощо для розвитку атомної спектроскопії взагалі, так і для цілого ряду найважливіших фізичних застосувань таких як квантова електроніка і лазерна фізика, атомна оптика і фізика плазми, включаючи діагностику як низько-, так і високотемпературної, а також лазерної плазми, задачі побудови кінетичних моделей нових лазерних схем короткохвильового діапазону і так далі. З іншого боку в останні два десятиліття у атомній фізиці зроблені ряд принципово нових відкриттів, зокрема, отримання бозе-конденсату у парах рідберговських атомів лужних елементів (до речі, питання про зсув та уширення спектральних ліній атомів у такому газі - вкрай актуальна сучасна задача), створення фонтанів холодних атомів, можливість побудови Tl квантової міри і так далі, що обумовлене багато в чому безпрецедентним прогресом в розвитку нових експеримент-тальних методів дослідження (магнітно-оптичні пастки, прискорювачі, джерела понад інтенсивного лазерного випромінювання тощо). Хоча в сучасній атомній спектроскопії є широкий круг різних квантових методів (зокрема, методи самоузгодженого поля Хартрі-Фока (ХФ) і Діраку-Фока (ДФ), методи квантового дефекту, модельного потенціалу, функціонала густини (ФГ), різні варіанти теорії збурень (ТЗ), включаючи ТЗ Релея-Шредінгеру, Меллера-Плессета, різні версії обмінних ТЗ, та навіть нові методи типу мега-ДФ, “Bertha”) розрахунку електронної структури атомів, міжатомних потенціалів,різноманітних спектроскопічних характеристик тощо проте більшість з них до цих пір мають цілий ряд принципових недоліків (невиконання принципу калібровочної інваріантності, використання неоптимізованих базисів орбіталей або недостатньо повний і коректний облік обмінно-кореляційних поправок, погана збіжність чисельних рядів, розкладань по сферичних гармоніках і інші). розрахунок статичних полярізуємостей атомів He (1s2 1S), Na (5s2S), Rb (5s2S), Cs(6s2S), Yb (4f146s2 1S ), Tm (4f136s2 2F) і ван дер ваальсових сталих (дисперсійних коефіцієнтів) в потенціалах взаємодії атомів Rb , Cs, Tl , Tm, Yb з атомами інертних газів Не, Kr, Xe;Відзначається, що на основі таких відомих та достатньо розповсюджених методів розрахунку параметрів атомних систем як методи самоузгодженого поля ХФ, релятивістського ХФ (РХФ), ДФ в одно-та багато-конфігураційному наближеннях, різні варіанти багаточастинкових ТЗ, включаючи ТЗ Релея-Шредінгеру, Меллера-Плессета, різні версії обмінних ТЗ, ТЗ по параметру розкладання 1/Z, ТЗ з емпірічним модельним потенціалом “0” наближення, ТЗ з ХФ або ДФ “0” наближенням, КЕД ТЗ, а також методи ФГ, квантового дефекту, модельного потенціалу (МП), псевдопотенціалу, та інші, отримано багато корисної інформації про спектральні властивості атомів, але більшість з них до теперішнього часу мають цілий ряд принципових, перелічених вище недоліків, зокрема, повязаних з неоптимізованістю базисів, недостатньо повним обліком обмінно-кореляційних поправок, часто поганою збіжністю рядів ТЗ. Це пояснює досить критичну ситуацію у сучасній теорії спектральнх ліній атомів, часто повну відсутність багатьох важливих спектральних даних щодо спектрів, зсуву, уширення спектральних ліній НТС для важких (напр., рідкоземельних) атомів в атмосфері буферних (інертних) газів. В межах кінетичній теорії спектральних ліній вираз для зсуву за рахунок зіткнень спектральної линії НТС для атома, який віднесено до одиниці тиску р, має вигляд: , (1) де Т-температура, - відносний локальний зсув ЛІНІЇНТС, яки виникає при закріпленні атомів А і В на відстані R, - частота НТС переходу у ізольованому активному атомі, - концентрація буферних атомів, - потенціал взаємодії активного та буферного атомів, {}-температурний формфактор.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ