Релятивістський розрахунок спектрів важких іонів з урахуванням ядерних та квантово-електродинамічних ефектів - Автореферат

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук: "РЕЛЯТИВІСТСЬКИЙ РОЗРАХУНОК СПЕКТРІВ ВАЖКИХ ІОНІВ З УРАХУВАННЯМ ЯДЕРНИХ ТА КВАНТОВО-ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНИХ ЕФЕКТІВ"Робота виконана в Одеському гідрометеорологічному інституті (Одеському державному екологічному університеті) Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Тюрін Олександр Валентинович, пров. науковий співробітник науково-дослідного інституту фізики Одеського національного університету ім. Захист відбудеться 22.11.2002р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д41.051.01 в Одеському національному університеті ім.За теперишнього часу отримані високоточні експериментальні дані по Li-подібному іону U89 .У звязку з цим різко збільшився інтерес до відповідних теоретичних розрахунків спектрів важких іонів з урахуванням релятивістських, кореляційних, ядерних ефектів й, звичайно, до перевірки нових ефектів, які передбачені на підставі квантової електродинаміки (КЕД). В той ж час, сучасні теоретичні схеми розрахунку КЕД ефектів - багатовимірні, містять розрахунок погано збіжних чисельних рядів тощо. Таким чином, сучасні проблеми спектроскопії важких, надважких іонів стимулюють розвиток якісно нових КЕД методів розрахунку їх спектрів, насамперед, з одночасним урахуванням релятивістських, кореляційних, ядерних, КЕД ефектів. Для досягнення мети були сформульовані такі наукові задачі: - розробка нового, калібровочно-інваріантного формалізма КЕД ТЗ до розрахунку спектрів важких іонів з одночасним урахуванням релятивістських поправок (РП), кореляційних, ядерних (скінченний розмір ядра), КЕД (власно-енергетичний внесок (ВЕВ), полярізація вакуума) ефектів; Усі результати, що становлять основний зміст дисертації, отримані особисто автором, а саме: развинення нового, калібровочно-інваріантного формалізму КЕД ТЗ для розрахунку спектрів важких іонів з врахуванням РП, ядерних, КЕД ефектів; розробка нової схеми розрахунку ВЕВ і полярізаційної поправки зсуву Лемба з використанням нових апроксимацій для потенціалу Юлінга-Серберу і функції звязку “ВЕВ-релятивістська частина енергії”; розрахунок спектрів nlj (n=2,3,4) станів Li-подібних іонів із Z=20-100 з урахуванням РП, корреля-ційних, ядерних, КЕД ефектів і докладний аналіз співвідношення шуканих внесків; розрахунок довжин хвиль переходів nl-nl"(n,n"=4,5;l,l"<3) у спектрах Cu-,Zn-подібних іонів Th,U,Pb,Bi;-розвинення нової релятивістської схеми визначення енергії іонізації негативних іонів з урахуванням кореляции, ядерних, КЕД ефектів і ії розрахунок для ряда негативних іонів; розробка новий методу розрахунку молекул, іонів з урахуванням РП у наближенні Брейта-Паулі і чисельне визначення енергетичних параметрів димерів К-Na,K,Cs і квазімолекулярних іонів Ne -Ne,Ar,Kr.Відзначається, що на основі таких методів атомних розрахунків як метод Хартрі-Фока (ХФ), Дірака-Фока (ДФ) в одно-та багатоконфігураційному наближенні, метод ТЗ по 1/Z, ТЗ з емпірічним модельним потенціалом “0” наближення, ТЗ з ХФ або ДФ нульовим наближенням, теорія квантового дефекту, метод функціоналу густини тощо отримано багато корисної інформації про різні характеристики атомів. Звичайно використуємі у розрахунках КЕД ефектів схеми суттєво базуються на розкладаннях по параметрам AZ.У сучасній теорії враховані провідні поправки вищих порядків по Z.. Найбільш актуальними задачами сучасної теорії спектрів важких іонів з урахуванням КЕД ефектів є вихід за межи розкладань по параметрам типу ,по-друге, розвиток ефективних схем розрахунку ВЕВ і поляризації вакуума для скінченного ядра (існуючі схеми не спроможні перебороти обчислювальні труднощі). Шуканий підхід веде до ряду КЕД ТЗ по сталій звязку для зсувів DE, який стандартно діаграмати-зується.“0”наближення КЕД ТЗ визначається гамільтоніаном Дірака із урахуванням несингулярного потенціала скінченного ядра і використанням калібровочно-інваріантної схеми генерації базису. Докладне порівняння даних розрахунку енергій переходу 2s1/2-2p1/2, 2р1/2-2р3/2 в Li-подібних ионах, для яких є дані розрахунку багатоконфігураційним методом ДФ і ТЗ з ДФ “0” наближенням (Z=20-36, ZЈ92) показує, що в основному для іонів з Z <36 дані всіх розрахунків відрізняються тільки схемою урахування міжелектронних кореляцій; внесок КЕД і ядерних поправок не є значним.Запропоновано новий, високоточний релятивістський підхід до розрахунку спектрів важких атомних іонів з одночасним коректним урахуванням РП, кореляційних, ядерних (скінченність розміру ядра), КЕД (ВЕВ і поляризаційна частина лембівського зсуву). Підхід базується на КЕД ТЗ (S-матричний формалізм Гелл-Мана й Лоу) з використанням вперше в задачах розрахунку ядерних і КЕД ефектів оптимізованого, калібровочно-інваріантного, одноквазічастинкового представлення.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ