高离化态原子的超精细碰撞激发及其辐射衰变的理论研究

电子与高离化态原子的碰撞激发是高温等离子体中最重要的原子过程。近几年，涉及高离化态原子超精细能级的碰撞动力学及其衰变过程成为人们研究的热门课题。本项目拟在相对论多组态Dirac-Fock理论方法及相关原子结构计算程序包GRASP92/2K和RATIP基础上，通过系统地考虑相对论效应、电子关联效应、Breit相互作用及轨道弛豫效应，发展和建立一套涉及超精细能级层次下以及考虑弱相互作用的电子与高离化态原子碰撞激发全相对论扭曲波方法和计算程序，详细研究少电子体系的超精细能级的碰撞激发过程，并研究其退激发光子的极化度。同时，研究弱相互作用对碰撞激发过程以及退激发辐射光子的极化度的影响，从而在核物理和原子物理之间建立起更多的联系通道。

项目组在全相对论多组态Dirac-Fock理论方法以及相关的原子结构计算程序包Grasp92/2K和Ratip基础上，进一步完善了计算磁能级层次的电子碰撞激发总截面、微分截面以及计算态多极、辐射光谱角关联参数（即积分和微分Stokes参数）的相对论程序REIE12，开发了电子--离子超精细能级间碰撞激发的相对论扭曲波计算程序。利用新的方法和程序，项目组研究了Mg2+、W65+、W68+、W70+、W71+电子碰撞激发过程和高离化态金离子的5f→3d的电子碰撞激发过程和双电子复合过程的磁子能级的激发截面和复合截面，详细计算了电荷态类氢、类氦、类锂等原子的直接碰撞激发、双电子复合和光电离过程，及其相应的辐射光谱的角分布和极化特性，讨论了Breit相互作用对辐射光子的特性以及共振态能级取向的影响。项目组系统计算了Sc19+离子和Tl79+离子的电子超精细能级的碰撞激发，研究了量子干涉效应对髙离化态类氢离子的Lyman-α1（2p3/2到1s1/2）线、类氦离子碰撞激发后辐射X射线光子(2p1/22p3/2 J=1到1s1/22p3/2 J= 1)的角分布和极化特性，研究了磁四极（M2）辐射通道与电偶极（E1）辐射通道的干涉对辐射光子角分布和极化特性的影响等，讨论了Breit相互作用对极化电子与高离化态离子磁子能级碰撞激发过程，以及辐射衰变过程的圆极化光的影响。 相关部分结果已在Phys.Rev.A, J. Phys. B, Chin. Phys. Lett. 物理学报等国际国内重要刊物上发表。