РАЗДЕЛ III. РЕЗУЛЬТАТЫ РЕЛЯТИВИСТСКОГО РАСЧЕТА
СЕЧЕНИЙ И СИЛ ЭЛЕКТРОН-ИОННЫХ СТОЛКНОВЕНИЙ ДЛЯ
F-, Ne- Ar-ПОДОБНЫХ МНОГОЗАРЯДНЫХ ИОНОВ.……………………. 74
Введение……………..……………………………………………………… 74
3.2 Расчет сил электронных столкновений для возбуждения перехода между
уровнями тонкой структуры основного состояния F-подобных ионов….. 77
Расчет сил электронных столкновений для возбуждения из основного
состояния Ne-подобных многозарядных ионов……………………………. 78
3.3.1 Силы электронных столкновений для возбуждения из основного состоя-
ния Ne-подобного Fe ……………………………………………………….. 78
3.3.2 Расчет скоростных коэффициентов для столкновительного возбуждения
Ne-подобного иона Fe……………………………………………………….. 84
3.3.3 Сечения электронных столкновений для возбуждения из основного состоя-
ния Ne-подобного иона Ba………………………………………………….. 86
3.3.4 Силы электронных столкновений для возбуждения из основного состоя-
ния Ne-подобного Ar……………………………………………………….. 88
3.3.5 Силы электронных столкновений для возбуждения из основного состоя-
ния Ne-подобного Cl ……………………………………………………….. 93
3.3.6 Силы электронных столкновений для возбуждения из основного состоя-
ния Ne-подобного Ca ……………………………………………………….. 95
3.3.7 Силы электронных столкновений для возбуждения из основного состоя-
ния Ne-подобного Ti……….……………………………………………….. 97
3.3.8 Силы электронных столкновений для возбуждения из основного состоя-
ния Ne-подобного Cr ……………………………………………………….. 99
Сечения электронных столкновений для возбуждения из основного состоя-
ния Ar -подобного иона Ba………………………………………………….. 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ….………………………………………………………………. 102
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………….. 105
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Актуальность исследования радиационно-столкнови-тельных
процессов с участием электронов, фотонов, атомов и ионов, в том числе,
многозарядных, обусловлена крайне высокой важностью и необходимостью наличия
данных по сечениям столкновительного возбуждения, силам электрон-ионных
столкновений, силам осцилляторов для развития теории многозарядных ионов
вообще, так и для целого ряда приложений, включающих задачи построении
кинетических моделей новых лазерных схем коротковолнового диапазона, задачи
квантовой электроники, атомной оптики, лазерной физики, физики плазмы, включая
диагностику как низкотемпературной, так и высокотемпературной плазмы, наконец,
лазерной плазмы [1-177]. Очень интенсивно ведутся исследования по созданию
лазеров ВУФ и рентгеновского диапазона спектра с использованием плазмы
многозарядных ионов в качестве активной среды. К ним относятся лазеры на
переходах Ne-, Ni- и др. многозарядных ионов в плазме, источником накачки
которых служат мощный твердотельный или или иодный фотодиссоционный лазер, а
также быстрый электрический разряд в капилляре (см., напр., [1-6, 21-23, 59,
67]). Одним из наиболее ярких источников такого типа остаются лазер на переходе
Ne-подобного иона Y (l=15,5 нм) с энергией импульса Epul ~ 5 мДж, и
длительностью импульса tpul ~ 80пс (FIAN-ISAN, Moscow, Russia; Lowrence
Nat.Lab., Livermor, USA; 1996), лазер на основе быстрого электрического разряда
в капилляре в атмосфере Ar с использованием перехода l=46.9 нм в Ne-подобном
ионе Ar (Epul ~ 0,88 Дж, tpul ~ 1,5 нс), созданный в Колорадском университете
(USA; 1999). Также следует упомянуть обнаруженный лазерный эффект на переходах
l=30.4 нм Ne-подобного иона V, а также на переходе 4d1S0 – 4p 1P1 Ni-подобных
ионов Mo (l=18.9 нм), Ru (l=16.5 нм), Ag (l=13.9 нм) и др. (2000-2005) [67].
Новый класс задач связан с моделированием электрон-ионных столкновительных
процессов в плазме многозарядных ионов во внешних электромагнитных и лазерных
полях. Как известно, для широкого круга современных плазменных экспериментов, а
также для природной (в частности, астрофизической, космической) плазмы
характерно наличие в плазменной среде электрических полей различных классов, и
в частности, квазимонохроматических электрических полей с относительной шириной
частотной полосы (dw/w<<1) и широкополосные электрические поля (dw/w>>1),
которые по разному воздействуют на излучатели (атомы и ионы). Наблюдаемый в
последние годы значительный прогресс в развитии экспериментальных методов
исследования, в частности, использование токамаков, источников синхротронного
излучения, beam-foil спектроскопии и т.д., позволяет все с большей точностью
изучать все более энергетичные радиационно-столкновительные процессы и
стимулирует развитие новых, высокоточных методов расчета
радиационно-столкновительных констант, напр., в лазерной плазме. Между тем,
несмотря на достаточно большое количество различных теоретических методов
расчета в современной оптике атомов и многозарядных ионов (включая такие
общеизвестные методы как метод Дирака-Фока (ДФ), релятивистская теория
возмущений (ТВ) по межэлектронному взаимодействию, R-матричный формализм, метод
функционала плотности и т.д.), большинство из них не способны адекватно, со
спектроскопической точностью, описать характе-ристики электрон-ионных
столкновений, особенно, в случае сложных много-за-рядных ионов (напр.,
двух-квазичастичных систем, т.е. ионов с остовом заполнен-ных электронных
оболочек и 2 квазичастицами: электронами или вакансиями над искомым остовом), в
частности, Ne- и Ar-подобных ионов. Здесь ключевую роль играют качество
одноквазичастичного базиса релятивистских орбиталей, выпол-нение принципа
калибровочной инвариантности, одновременный корректный учет релятивистских и
сложных обмен