Ni<'25+>离子激发态的能级结构和振子强度的理论研究

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原子高离化态和高激发态的性质对于等离子体物理、激光物理和天体区里等诸多领域的研究都具有重要意义,因而成为当今原子物理的一个重要的研究领域。特别是关于类锂原子体系的研究,因为其具有1s2-原子实的三电子体系的特殊性而具有重要意义。然而,迄今关于这个方面的实验数据还很不完备,因而在很多情况下还有赖于准确的理论预言。   本文阐述了全实加关联方法(即FCPC方法)处理类锂离子体系的中心思想和FCPC方法所取得的主要成就,并将FCPC方法的应用到处理核电荷数较大的类锂Ni25+离子体系高激发态的能级结构和振子强度。本文用全实加关联方法具体计算了类锂Ni25+(z=28)离子1s2nS(2≤n≤9)和1s2np(2≤n≤9)Rydberg序列的能级结构,计算了能级的精细结构劈裂,还计算了量子数亏损以及振子强度。得到的1s22s和1s22p态的非相对论能量与Yan等人的高精度计算结果的相对偏差仅约0.1 ppm。为了得到高精度的理论结果,在计算了相对论效应和质量极化效应对体系能量的一阶修正的基础上,还考虑了高阶相对论修正和QED修正。在计算能级精细结构劈裂时,在计算自旋-轨道相互作用以及自旋-其它轨道相互作用的期待值的基础上,通过引入价电子的有效核电荷,在类氢近似下,估算了对能量的高阶相对论修正和QED修正,得到的结果与现有的实验数据符合得很好,其中上述两种效应的贡献分别约占总劈裂的2%和0.2%。分别计算了Ni25+离子1s22s-1s2np和1s23s-1s2np在三种规范下的振子强度,得到与现有实验数据符合得很好的结果。依据单通道量子亏损理论,确定了类锂Ni25+离子1s2nl(l=s,p;n≤9)这两个:Rydberg序列的量子数亏损,据此可以实现对任意高激发态(n≥10)能来的可靠预言。得到了类锂Ni25+离子从1s2ns态到电离域附近高激发态1s2np态间的跃迁振子强度以及到相应连续态跃迁的振子强度密度,将对类锂Ni25+离子能量和振子强度的理论预言准确地外推到包括连续态的整个能域。
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