【文章內(nèi)容簡介】 電離過程中碰撞的理論 摘要 我們回顧過去和現(xiàn)在正子原子在電離過程中碰撞理論的發(fā)展。 從最終狀態(tài)下合并所有相互作用，在一個同等立足處和保留少量碰撞動力學(xué)的一個確切的物體分析開始 , 我們進(jìn)行或重或輕不同的比較 , 并且從它們影響電離橫剖面的角度進(jìn)行分析。 終于 , 我們發(fā)現(xiàn)了理論碰撞過程中的連續(xù)統(tǒng)一體 , 中心點(diǎn)和其它運(yùn)動學(xué)機(jī)制 。 主題詞 : 電離 。 碰撞動力學(xué) 。 驅(qū)散 。 電子光譜 。 反物質(zhì) 。 正電子沖擊 。 中心點(diǎn)電子 。 導(dǎo)軌式電子 1. 介紹 正電原子的簡單電離碰撞由一個細(xì)小的結(jié)構(gòu)微粒沖擊 , “三體問題”是很多年未解決的一個物理問題。 1609 年到 1687 年“二體”問題由約翰尼 .開普勒和由艾薩克 ? 牛頓共同解決了。 三體問題比二體問題更加復(fù)雜難懂 , 除了一些特殊的現(xiàn)象，它不能被簡單的分析解決。 1765 年 , 勒翰得 . 依魯爾發(fā)現(xiàn)了原始在線的三大量和依然排列的一種 幾何 解答。不少年后 , 拉格朗日發(fā)現(xiàn)了五平衡點(diǎn)的存在 , 今后大家都稱為拉格朗日點(diǎn)。 對三體驅(qū)散問題的解答，最早的 是三百年前天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家用數(shù)學(xué)工具和相似比的原理解答出來的。例如 , 在大量的中心參考系統(tǒng)下 , 我們在 1836 年描述三體問題由任何空間座標(biāo)都可能的原因已經(jīng)由杰庫比介紹。所有這些對由線形點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)變革關(guān)系 , 如所描述 [ 1 ] 。在動量空間 , 系統(tǒng)由伴生的描述 (千噸 ), (千焦 ) 和 (千牛 ) 。 交換對實(shí)驗(yàn)室參考框架 , 大量電子最后的動量 m, 許多 MT (反沖 ) 目標(biāo)片段和大量MP 子彈頭可能被寫根據(jù)杰克比沖動 Kj 通過伽利略變換 [ 1 ]得出 數(shù)十年 , 電離過程的理論描述承擔(dān)了三體動力學(xué)在最終狀態(tài)下的簡單 表示 , 根據(jù)事實(shí)表明 （ 1）對于離子和原子碰撞 , 一個微粒 (電子 ) 比其它二兩個原子要輕。 （ 2）對于電子和正子原子碰撞 , 一個微粒 (目標(biāo)中堅(jiān)力量 ) 比其它兩個原子要重的多。 例如 , 根據(jù)眾所周知的中心論據(jù) , 離子和原子電離碰撞的理論描述的決大多數(shù)使用沖擊參數(shù)來設(shè)置 , 那里子彈頭跟隨一條未受干擾的直線彈道在碰撞過程過程中 , 并且目標(biāo)中堅(jiān)力量依然是休息 [ 2 ] 。 它是 確切 , 假設(shè) , 子彈頭隨后而來一條直線彈道沒有道理在電子或正子原子碰撞的理論描述。 但是 , 它通常假設(shè) , 目標(biāo)中堅(jiān)力量依然是不動。 問題的這些簡單化被介紹了在 18 世紀(jì)。 unsolvable t 三體問題被簡化了 , 對所謂的有限的三體問題 , 那里一個微粒被承擔(dān)有一許多足夠小不影響其它二個微粒的行動。 雖則介紹作為手段提供近似解答對系統(tǒng)譬如太陽行星彗星在古典技工范圍內(nèi) , 它廣泛被應(yīng)用在原子物理在所謂的沖擊參量略計對離子原子電離碰撞。 三體問題的其它簡單化廣泛被使用在 19 世紀(jì)假設(shè) , 一個微粒比其它二巨型的并且依然是在大量的中心鎮(zhèn)定自若由其它二。 這略計廣泛被應(yīng)用在電子或正子原子電離碰撞。 2. 多個有差別的橫剖面 一個三體 連續(xù)流最后狀態(tài)的一個運(yùn)動學(xué)上完全描述在任一原子碰撞會要求 , 原則上 , 九可變物知識 , 譬如動量的組分聯(lián)系了對每個三個微粒在最終狀態(tài)。 但是 , 動量和能源節(jié)約的情況減少這個數(shù)字 到五。 此外 , 每當(dāng)最初的目標(biāo)不準(zhǔn)備在任何優(yōu)先方向 , 多個有差別的橫剖面必須是相稱由三體系統(tǒng)的自轉(zhuǎn)在子彈頭的行動的最初的方向附近。 因而 , 擱置一邊三個片段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在最終狀態(tài) , 只四 喪失九可變物是必要完全地描述驅(qū)散過程。 所以 , 電離過程的一個完全描述特性也許被獲得以一個四倍有差別的橫剖面 : 有許多可能的套四可變物使用。 為 ,事例 , 我們能選擇了電子的方位角角度和其它二個微粒的當(dāng)中一個 , 相對角度在行動之間飛機(jī) , 并且一個微粒能量。 這樣選擇是任意的 , 但完成在感覺 , 其他套可變物可能與這一個有關(guān)。 獨(dú)立可變物一個相似的選擇是標(biāo)準(zhǔn)的為原子電離的描述由電子沖擊 , 理論上和實(shí)驗(yàn)性地 [ 3,4 ] 。 非常一般四倍有差別的橫剖面的圖片不是可行的。 因而 , 它通常是必要減少可變物的數(shù)量在橫剖面。 這可能由修理達(dá)到一兩他們在某些特殊價值或情況。 例如 , 我們也許任意地制約自己描述 coplanar (. = 0) 或 a collinear motion (. = 0 and θ1 = θ2), 以便使問題的依賴性降低到三或二獨(dú)立可變物 , 各自地。 另一選擇將集成四倍有差別的橫剖面在一個或更多可變物。 前廣泛被應(yīng)用學(xué)習(xí)電子碰撞 , 當(dāng)后者是主要工具描繪離子原子和正子原子電離碰撞。 特別重要對唯一微粒分光學(xué)的用途 , 那里動量的微粒的當(dāng)中一個被測量。 3. 單個微粒的動量分布 動量發(fā)行為散發(fā)的電子和正子禮物幾個結(jié)構(gòu)。 首先 , 我們能觀察門限在高電子或正子速度因?yàn)橛幸粋€極限在任一個微?？赡芪諒南到y(tǒng)的動能。 第二個結(jié)構(gòu)是土坎被設(shè)置沿圈子。 它對應(yīng)于正子的二進(jìn)制碰撞與散發(fā)的電子 , 用目標(biāo)中堅(jiān)力量充當(dāng)實(shí)際角色。 終于 , 有尖頂和 anticusp 在零速度在電子和正子動量 分布 , 各自地。 第一個對應(yīng)于電子的勵磁于目標(biāo)的一個低能源連續(xù)流狀態(tài)。秒鐘是取盡由于正子的捕獲的不可能的事由目標(biāo)中堅(jiān)力量。 這些動量發(fā)行允許我們學(xué)習(xí)電離碰撞的主要特征。 但是 , 我們必須記住 , 分析只微粒的當(dāng)中一個在最后狀態(tài)的任一個實(shí)驗(yàn)性技術(shù)可能只提供部份洞察入電離過程。 四倍有差別的橫剖面也許顯示由綜合化洗滌在這實(shí)驗(yàn)的碰撞物產(chǎn) 。 4. 理論模型 我們想要討論在這通信的主要問題是如果有一些重要碰撞物產(chǎn)在正子原子碰撞 , 那不是可測的 ， 總共 , 單或雙有差別的電離橫剖面 , 并且那因 為 未 被發(fā)現(xiàn)。 為了了解這些結(jié)構(gòu)的起源 , 我們對應(yīng)的橫剖面與那些比較被獲得在離子原子碰撞。 履行這個宗旨它是必要的有一種充分的量子機(jī)械治療能同時應(yīng)付電離碰撞由重和輕的子彈頭的沖擊是因此相等地可適用的 例如 對離子原子或正子原子碰撞。 一種理論與這特征將允許我們學(xué)習(xí)倍數(shù)任一個指定的特點(diǎn)的變動 有差別的橫斷面當(dāng)許多聯(lián)系在片段之中變化。 特別是 , 它會允許我們學(xué)習(xí)變異當(dāng)改變在二之間制約了運(yùn)動學(xué)情況。 第二重要點(diǎn)將對待所有互作用在最終狀態(tài)在一個同等立足處。 如同我們解釋了 , 在離子原子碰撞 , internuclear 互作用不充當(dāng)實(shí)際在散發(fā)的電子的動量發(fā)行的角色和因此未被考慮在對應(yīng)的演算。 在這工作 , 這假定被避免了。 橫剖面利益在這范圍內(nèi)是 轉(zhuǎn)折矩陣可能供選擇地被寫在崗位或預(yù)先的形式 那里擾動潛力被定義 為出生類型初始狀態(tài) 哪些包括子彈頭的自由行動和最初的一定的狀態(tài) Ui 目標(biāo) , 并且擾動潛力 vi 簡單地是正子電子和正子中堅(jiān)力量互作用的總和。 轉(zhuǎn)折矩陣也許然后被分解入二個期限依靠是否正子首先與目標(biāo)中堅(jiān)力量或電子相處融洽。 為了是一致的與動力學(xué)的我們充分的治療 , 它是必要描述最終狀態(tài) W f 通 過考慮所有互作用在同 樣立足處的 wavefunction 。 因而 , 我們采取一個被關(guān)聯(lián)的 C3 波浪作 那包括畸變 D j 為三活躍互作用。 在連續(xù)流波浪作用這個選擇的最后渠道擾動潛力是 [ 5 ] 在純凈的庫侖潛力情況下 , 畸變被給 關(guān)于 這個模型由佳瑞波帝和馬瑞吉拉 [ 6 ] 提議為離子原子碰撞 , 并且由 Brauner 和布里格斯六年后為正子原子和電子碰撞 [ 7 ] 。 但是 , 在所有這些箱子問題的動力學(xué)被簡化了 , 依照被談?wù)撛谠缦炔糠?, 根據(jù)大非對稱在介入的片段的大量之間。 另外 , Garibotti 和 Miraglia 忽略了互作用潛力的矩陣元素在接踵而來的子彈頭和目標(biāo)離子之間 , 并且做銳化的略計評估轉(zhuǎn)折矩陣元素。 這進(jìn)一步略計被取消了在紙由 Berakdar 等。 (1992), 雖然他們保留許多制約在他們的離子沖擊電離分析。 5. 電子捕獲對連續(xù)流尖頂 讓我們回顧一些結(jié)果在立體幾何。 我們選擇作為二個獨(dú)立參量散發(fā)的電子動量組分 , 平行和垂線對正子子彈頭的行動的最初的方向。 子彈頭的能量是 1 keV 。圖 2, 我們觀察三個不同結(jié)構(gòu) : 二個極小值和土坎。 圖 2 土坎的起源很 好被了解。 它對應(yīng)于電子捕獲于連續(xù)流 (ECC) 尖頂被發(fā)現(xiàn)在離子原子碰撞三十年前由Crooks 和 Rudd [ 8 ] 。 他們測量了電子能量光譜在向前方向和確切地觀察了尖頂形狀峰頂在子彈頭的速度。 第一理論解釋 [ 9 ] 表示 , 它分流以與 1 相似的方式 k 。 這個尖頂結(jié)構(gòu)是很多實(shí)驗(yàn)性和理論研究焦點(diǎn)。 因?yàn)?ECC 尖頂是一個推測橫跨捕獲電離極限入高度激動的一定的狀態(tài) , 這個同樣作用必須是存在在正子原子碰撞。 實(shí)際上 , 這樣作用的觀察聯(lián)系了假定物體的形成 , 當(dāng)被預(yù)言的二十年前由布朗勒和布里格斯 , 依 然是一個有爭議的問題。 這爭執(zhí)的原因是那 , 與離子對比盒 , 正子外出的速度與那不是相似沖擊 , 但主要傳播在角度和巨大。 因而沒有特殊速度在哪里尋找尖頂。 并且這一定是如此。 如果我們評估雙重有差別的橫剖面 , 我們看見 , 尖頂清楚地是可看見的在離子原子碰撞 , 但非常溫和和被傳播的肩膀在正子原子碰撞。 因而 , 觀察這結(jié)構(gòu)它是必要增加橫剖面的維度。 例如由考慮四倍有差別的橫剖面的零的程度裁減在 collinear 幾何。 Kover 和 Laricchia 測量了在 1998 dr/dEedXkdXK 橫剖面在一個 collinear 情況在零的程度 , 為 H2 的電離分子由 100 keV 正子沖擊 [ 10 ] 。 結(jié)構(gòu)依照為沖擊對重的離子被觀察那么尖銳不被定義由于占實(shí)驗(yàn)性窗口在正子的卷積 并且電子偵查。 從目標(biāo)反沖不充當(dāng)在這個實(shí)驗(yàn)性情況的重大角色 , 當(dāng)前一般理論給結(jié)果相似與那些由Berakdar [ 11 ] 獲得 , 并且兩個跟隨嚴(yán)密實(shí)驗(yàn)性價值。 這同樣實(shí)驗(yàn)由 Sarkadi 和工友執(zhí)行了在氬電離由 75 keV 氫核沖擊。 他們第一次測量了四倍有差別 的電離橫剖面在 collinear 幾何為離子原子碰撞 , 并且發(fā)現(xiàn) ECC 尖頂和在正子沖擊在大角度。 在這種情況下 , 我們必須保留動力學(xué)的一個完全帳戶為了再生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)性結(jié)果 [ 12 ] 。 6. 托馬斯機(jī)制 現(xiàn)在讓我們走回到 H2 的電離由 1 keV 正子沖擊。 一個結(jié)構(gòu)在 45 可能被觀察 , 1993 年哪些象由于被預(yù)言了和被解釋了由 Brauner 和布里格斯二個等效雙重碰撞機(jī)制干涉。 每個這些過程包括正子電子二進(jìn)制碰撞 , 被偏折跟隨被 90 輕的微粒的當(dāng)中一個被重的中堅(jiān)力量。 這個機(jī)制由托馬斯 [ 13 ] 提議作為扼要負(fù)責(zé)任電子捕獲由快速的重的離子。 在這種情況下 , 從 電子和正子大量是相等的 , 這兩個過程干涉在 45 。 如果我們降低能量從 1000 年 eV 到 100 eV, 這個結(jié)構(gòu)在 45 消失 , 與想法是一致的結(jié)果托馬斯機(jī)制是一個高能作用。 但有其它結(jié)構(gòu) , 在大約 。我們 在下個部分 將考慮這個結(jié)構(gòu)。 7. 備鞍點(diǎn)機(jī)制 結(jié)構(gòu)的起源在大約 一定更難辨認(rèn)。 對我們的最佳的知識 , 它以前未被預(yù)言在正子原子碰撞 , 即使機(jī)制負(fù)責(zé)任它的起源幾乎已經(jīng)提議在離子原子碰撞二十年之內(nèi)以前。 想法是 , 電子能從離子原子碰撞涌現(xiàn)由在在子彈頭和殘余的目標(biāo)離子潛力的備鞍點(diǎn)。 1772 年這個機(jī)制清楚地與平衡點(diǎn)的當(dāng)中一個有關(guān)由拉格朗日發(fā)現(xiàn) , 或?qū)C(jī)制由 Wannier 提議為低能源電子放射。 在 離子原子碰撞案件 , 查尋這個機(jī)制的理論和實(shí)驗(yàn)性證據(jù)是陰暗由生動的爭論 [ 1418 ] 。 在正子原子碰撞情況下 , 為電子被困住在正子和殘余離子潛力的馬鞍 , 電子和正子必須首先執(zhí)行二進(jìn)制碰撞以便最終獲得正確的速度 那里 ei 是目標(biāo)的結(jié)合能在初始狀態(tài)。 能量和動量保護(hù)原則的應(yīng)用表示 , 正子偏離在角度 終于 , 為電子涌現(xiàn)在方向和正子一樣 , 它必須遭受隨后碰撞以殘余中堅(jiān)力量在 a 托馬斯象過程。 在這第二碰撞 , 電子由 90 和殘余目標(biāo)離子反沖偏轉(zhuǎn)在形成大約 135 角度與電子和正子的方向。 這個機(jī)制被描述在 圖 4. 因而 , 檢查備鞍點(diǎn)的提案是正確的 , 我們看是否我們的演算顯示與備鞍點(diǎn)電子生產(chǎn)的這個描述是一致的結(jié)構(gòu)。 圖 3 圖 4 極小值被觀察在無效性 QDCS 。 圖 3 和 圖 4 精確地設(shè)置早先條件在任何能量和角度三個微粒符合的那 些點(diǎn)。 我們做了其它測試在備鞍點(diǎn)機(jī)制的有效性和無效性。 圖 5 表示 , 結(jié)構(gòu)完全出現(xiàn)從 tp 期限。 這個結(jié)果與提出的機(jī)制是一致的 , 那里備鞍點(diǎn)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)從第一正子電子碰撞之后 , 正子和電子被中堅(jiān)力量驅(qū)散。 圖 5 8. 結(jié)論 總結(jié)結(jié)果提出了在這通信 , 我們由正子的沖擊調(diào)查了分子