原子高离化态性质的理论研究

以闭合次壳层外有一个价电子的体系为具体研究对象，用Rayleigh-Ritz变分法,构造在整个位形空间(从小r区到大r区)都准确可靠的组态相互作用(CI)波函数,计及电子自旋-轨道相互作用、自旋-其他轨道相互作用、高阶相对论和QED效应,准确预言原子高离化态能级的精细结构，给出其沿给定Rydberg系列随主量子数增大的变化规律以及沿等电子序列随核电荷增大的变化规律；计及电子与原子核之间的磁偶极和电四极相互作用计算原子高离化态能级的超精细结构，给出其随核电荷增大的变化规律；准确预言高离化原子体系基态和激发态的尺度、径向电子电荷密度分布和对外显示的表观电场(external electric field),给出它们随核电荷增大的变化规律.本项研究不仅有助于拓展和深化对原子高离化态性质的认识，而且可为其他诸多相关研究领域提供有益的参考.

本项目以闭合壳层外一个价电子的原子体系作为研究体系，利用Ryleigh-Ritz变分法构造在整个位形空间都准确可靠的基态和激发态波函数，针对高离化态原子体系这一重要的研究对象；采用等电子序列和Rydberg系列的研究路线；将变分法理论计算结果与量子亏损理论相结合进行能量和振子强度的外推，实现体系能级结构和光谱特性的全能域的理论研究。. 考虑原子实修正、高阶角动量修正、相对论修正和QED效应后完成了原子高离化态等电子序列和Rydberg系列的能级结构（激发能、跃迁能、电离能）和精细结构的理论计算，给出了精细结构沿Rydberg系列随主量子数增大的变化规律，以及沿等电子序列随核电荷数增大的变化规律。. 将计算得到的较低激发态的项能数据与单通道量子亏损理论(QDT)相结合，完成Rydberg系列的量子数亏损的计算，所得的结果完全符合其物理规律；将得到的量子数亏损作为输入，依据Rydberg公式实现了对任意高激发态的能量的理论预言。. 利用得到的高离化态的能级和波函数，完成了长度、速度和加速度三种规范下偶极跃迁的振子强度的理论计算，比较三种规范下的振子强度的一致性进一步验证了构造的波函数在小r、中等r及大r处都非常接近真实值，即得到的波函数从近核区到离核较远的区域都是比较准确可靠的。在此基础上与QDT理论相结合，将较低能域(价电子主量子数n  9) 偶极跃迁的振子强度的理论计算拓展到包括高激发态和连续态的整个能域，实现了从任一给定初态到相应Rydberg系列的所有分立态的偶极跃迁振子强度和到电离阈附近连续态的偶极跃迁振子强度密度的计算。. 通过计算rk(k=1)的期待值得到了高离化原子体系等电子序列的尺度和其它径向行为。. 综上所述，已经按计划完成了预定内容，对高离化态原子体系进行了系统的高精度的理论计算，并将计算结果以论文的形式公开发表。