耦合通道光学势方法研究正电子与锂原子碰撞的共振现象

论文摘要

20世纪30年代,Dirac在理论上预言正电子的存在,Anderson在实验上探测到正电子,成为20世纪物理学最惊人的发现之一。自此,正电子物理一直是物理学家感兴趣的课题,特别是,20世纪80年代,由于强正电子束的出现,使正电子物理成为近二十年最活跃的一个研究领域。正电子是电子的反粒子,正电子同原子分子的碰撞是反物质同普通物质的相互作用,为我们更好的了解原子内部的电子结构和相互作用以及碰撞的准确物理机制提供了重要的手段。在实验方面,尽管相应的实验技术正在逐渐发展,但是由于正电子与原子碰撞过程比较复杂,对实验条件要求非常高,所以目前仅有少量关于碰撞截面的实验数据,这使得对正电子与与原子碰撞的研究更加依赖于理论。在理论方面,过去的十年里,对正电子与原子的碰撞的研究上取得了相当大的进步。在正电子碰撞的理论研究中,人们往往首先从单电子原子入手,即氢原子和冻结核近似下的碱金属原子。研究过程中把碱金属原子看作一个最外层电子围绕包括内层电子在内的冻结核做运动的单电子体系。目前,变分法成功地处理了低能下的正电子与简单原子碰撞问题。畸变波玻恩近似方法（DWBA）对正电子与原子分子碰撞问题的研究主要集中在高能区域,早期的密耦法（close-coupling）经过理论工作者的不断发展被应用于中等能量范围内的正电子与原子碰撞问题,其中收敛的密耦方法（CCC）和动量空间耦合通道光学势方法（CCO）在近几年的理论工作中取得了一定的成功。在本论文中,我们运用动量空间耦合通道光学势方法（CCO）研究了正电子与锂原子在低能（1.45-4.5eV）情况下散射过程中的共振现象。动量空间耦合通道光学势方法是基于周雅君所发展的正电子同氢原子碰撞的耦合通道光学势方法,将耙空间的组态空间分成互补的P和Q两个空间。我们在P空间解耦合积分方程,发展了一个Q空间的复的等价局部的光学势来描述,部分分立态,碰撞过程中电离以及正负电子耦素形成。应用这种方法我们计算了正电子与锂原子碰撞的总散射截面以及L=0-10的十一个分波散射截面,并给出了共振的位置和形状,并对共振形成的原因做了简单的分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 目的和意义
• 1.1.1 正电子的研究现状与意义
• 1.1.2 正电子与原子碰撞中的共振
• 1.1.3 正电子碰撞理论发展综述
• 1.2 CCO方法简介
• 1.3 主要内容
• 第2章 基本理论和计算方法
• 2.1 正电子与原子碰撞的基本物理图像
• 2.1.1 弹性散射
• 2.1.2 靶原子电子的激发
• 2.1.3 电离连续通道
• 2.1.4 电子偶素重排通道
• 2.2 耦合通道光学势方法的理论形式
• 2.3 微分截面和积分总截面
• 2.4 势能矩阵元的推导
• 2.5 正电子与单电子原子靶碰撞中的光学势计算
• 2.5.1 光学势模型
• 2.5.2 光学势模型的验证
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 正电子与锂原子的散射
• 3.1.1 正电子与锂原子的散射总截面
• 3.1.2 共振能级分析
• 3.2 分波散射截面图的共振现象
• 3.2.1 分波散射截面
• 3.2.2 S-，P-，D-三个分波共振与其他理论比较
• 3.3 共振原理分析
• 3.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢