电子碰撞激发及退激辐射过程中高阶效应的理论研究

Electron-impact excitation processes occur frequently in various laboratory and astrophysical plasmas. From the analysis of the oscillator strength, cross section and polarization of decay products following the collision processes, valuable information can be obtained for the dynamical process. These properties have become indispensable tools for the diagnosis of plasma state and the analysis of complex spectra formation mechanism. This program will use the full relativistic distorted wave method and develop calculational codes to studed the higher order effects on the electron-impact excitation magnetic cross sections and related polarization properties of subsequent photoemission to obtained more accurate collisional data, which data will be very important for identifying formation mechanisms lines and diagnosing many kinds of plasmas.

电子与高电荷态离子的碰撞激发及辐射衰变过程广泛存在于各种实验室和天体等离子体环境中，对该过程的振子强度、截面及退激发辐射光谱极化特性的研究，不仅可以检验原子结构理论，揭示相关动力学过程。而且对于诊断等离子体的特性、分析天体光谱等有着非常重要的应用价值。本项目拟在国际领先的全相对论扭曲波方法的基础上，发展和完善相关程序，详细研究各种高阶物理效应对电子碰撞激发总/磁子截面的影响，并进一步探讨其对退激衰变辐射光谱极化特性和角分布的贡献。从而正确地解释实验测量，为等离子体的模拟和诊断提供更为精确的碰撞数据和极化参数。

高阶物理效应的探究是碰撞领域研究的热点和难点。靶态结构方面：本项目系统探究了相对论效应，量子电动力学效应，Breit相互作用效应，组态相互作用效应对原子结构计算的影响。在全相对论和非相对论框架下，分别发展了三套强/弱耦合等离子体环境中计算原子结构与性质的程序，探讨了强/弱耦合环境效应对原子结构与性质的影响。动力学方面：发展了一套计算纵向极化电子碰撞激发及退激辐射光谱圆极化特性的程序。通过不同物理图像，构建了不同理论模型，系统探讨了电子关联效应，辐射级联效应，等离子体屏蔽效应，超精细结构效应等高阶物理效应对电子碰撞激发及退激发辐射过程中放出X射线极化特性的影响。在项目的资助下，课题组在国外高水平期刊如The Astrophysical Journal Supplement Series; Phys. Rev. A; J. Phys. B; J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf; Eur. Phys. J. D 等共发表 SCI 收录论文44 篇。其中: The Astrophysical Journal Supplement Series 4 篇 (单篇影响因子11.203)。