德拜等离子体环境下电子-原子/离子弹性散射的研究

The study of atomic processes in plasma environments is an interesting and hot topic of current research. With the recent developments in laser plasmas produced by laser fusion in laboratories, and the continued interest of helium abundances in astrophysics plasmas, as well as the recent activities on cold plasmas, it is important to have accurate atomic data available in the literature for atomic systems embedded in various plasma environments. In the present project proposal, we intend to carry out calculations to investigate the plasma screening effects on the electron-atom scattering using a hybrid theory. In this theory, both short-range and long-range correlations are included in the Schr?dinger equation at the same time, by using a combination of a modified method of polarized orbitals and the optical potential formalism which does not require projection operators. The short-range correlation functions will be considered Hylleraas-type. There are several models to represent Debye plasmas, it is convenient to use the screened Coulomb (Yukawa-type) potential obtained from Debye-Hückel model。Using hybrid theory, we will be able to obtain the precise values of phase-shifts and resonance parameters for S, P D states as functions of screening parameter. it is also important to calculate precise values of the phase-shifts and resonance states for electron-atom systems. We intend to consider e-H, e-He+ and e-Li2+ systems.

近些年来，等离子体中的原子过程成为一个非常活跃的研究课题，是众多学者感兴趣的热点问题。尤其是激光等离子体实验技术飞速发展，对超冷等离子体和天体等离子体的深入研究，都促使人们深入的研究等离子体中的原子过程，获得精确的原子数据。在本课题中，我们准备采用混合理论研究德拜等离子体环境对电子?-原子散射过程的影响。混合理论的特点在于薛定谔方程同时包含了长程相互作用和短程相互作用，采用极化轨道修正和光学势形式，不需要引入投影算符，采用Hylleraas型波函数体现短程关联效应。德拜等离子体环境的模拟，我们使用德拜模型推得的屏蔽库仑势。通过研究德拜等离子体环境下e-H、e-He+、e-Li2+的S-波, P-波和D-波弹性散射过程，我们可以得到德拜等离子体环境下电子-原子弹性散射过程的相移和共振参数，所得结果将以等离子体屏蔽参数的函数形式表示，以此来说明德拜离子体环境对电子-原子散射过程构成的影响。

随着激光等离子体实验技术的飞速发展，对超冷等离子体和天体等离子体的深入研究，等离子体中的原子过程成为一个非常活跃的研究课题，为了定量解释等离子体中的原子过程，确定有用的宏观参量，必须要有准确的原子数据。我们准备采用混合理论研究等离子体环境下电子-原子弹性散射中的共振态，主要针对德拜等离子体环境下e-H、e-He+、e-Li2+的S-波，P-波和D-波弹性散射过程，所得结果以等离子体屏蔽参数的函数形式表示，以此来说明德拜等离子体环境对电子-原子散射过程的影响。针对研究过程中遇到的问题，我们相应地调整了研究方法，对原定研究思路中的不足之处做了一定的改进，在共振参数的描述上，我们引入了稳定性方法来获得共振能量和共振宽度。在变分法的框架下，选取高关联波函数，采用恰当的屏蔽势模拟等离子体环境的影响，来研究等离子体环境下电子-原子散射共振态。我们采用改进后的方法研究了德拜等离子体环境下二电子系统(Z=3-6)的3Pe共振态，量子等离子体环境下二电子系统(Z=2-10)的1Se共振态，正电子-氢原子系统的S-波弹性散射共振态，我们还相应开展了天体等离子体环境下亚稳氦原子系统的共振散射截面的研究工作，都获得了很理想的结果。除了完成必要的等离子体环境下电子-原子散射过程共振态的工作，我们还就德拜等离子体环境下氦原子系统动力学极化率和“Tune-out wavelength”做了一定的工作。上述工作的研究结果均已在Physics of Plasmas，Few-Body Systems等国际学术期刊发表，相信我们的研究结果会对等离子体物理、原子分子物理和天体物理等领域的研究提供有意义的理论数据。