极低能电子到离子高里德堡态复合过程的理论研究

最近在实验上已经实现在激光冷却的磁光阱中，产生极低温的超冷等离子体，并发现自由电子到离子高里德堡态的三体复合过程对等离子体的加热和膨胀起着至关重要的作用。此外，近十年来的储存环合并束实验发现，入射电子与离子的相对动能低于0.001eV以后，实验测量的辐射复合速率系数逐渐远大于理论值。这种差异和外加磁场、离子的离化度等因素密切相关。科学家们猜测两者的差异可能是由于目前理论模型的不完善和困难，没能精确地计算、研究极低能电子复合到离子高里德堡态这一过程。本项目中我们尝试解决这一问题。利用经典径迹蒙特卡罗方法，计算包含磁场的极低能电子到离子高里德堡态的三体复合过程；采用全相对论组态相互作用方法并结合量子亏损理论，研究极低能电子到离子高里德堡态的辐射复合过程；最后对复合过程中产生的直接辐射和Cascade谱线进行理论模拟。该项目的结果也能够在天体物理、惯性约束聚变、X射线激光等领域中得到广泛应用。