镜像电荷和外场对负离子光剥离截面影响的研究

当激光与负离子作用，负离子吸收了光子能量后，负离子的电子被剥离，这是光剥离过程。十多年来，研究发现实验室提供的电场和磁场对上述光剥离产生了有趣的影响：在阈上，外场导致截面振荡；在阈下，量子隧穿使截面不再消失。最新的研究发现，如果光剥离发生时负离子附近有理想金属面存在（负离子和金属面的典型距离为100原子单位），则光剥离后的电子在金属中的镜像电荷和剥离电子作用，对剥离电子运动产生影响，由于量子干涉效应，导致截面振荡。镜像电荷是实验室提供的外场之外新的影响负离子光剥离的元素。本研究将探讨在各种镜像电荷和外电磁场的组合作用下电子的运动特性，分析并计算截面的新特点，包括振荡的特性和阈下与量子隧穿有关的截面的定量描述和刻画。

研究工作顺利，在国际主要期刊发表论文10篇。..2011年，研究并发表了有开口腔如何影响原子自发辐射速率以及如何影响负离子光剥离截面的问题。以契型腔为例，详细地探索了自发辐射速率和光剥离截面中的量子干涉现象。对于开口角度满足一定条件的契型，闭合轨道可通过映射方法得到。通过闭合轨道理论可以得到每一闭合轨道对应的干涉项，从而得到总自发辐射速率或总剥离截面。..2012年, 主要研究了负离子处在势垒附近时，势垒对负离子光剥离截面的量子影响。进一步发展了“闭合轨道理论”，使其能够定量描述势垒穿透以及势垒上的量子反射在剥离截面中的效应。并且，建议了具体的体系并做了仔细研究，为未来实验检验提供了引导。另外一项重要的而且是复杂的研究工作是关于“检验斯塔克效应理论”的。这个理论在1982年由美国教授D. A. Harmin 提出，在学界很有名，已成为原子在电场中描述电离总截面的标准理论。但近年有迹象说明这个理论有问题。但由于该理论非常复杂，对其问题的研究一直没有多少进展。经过多方合作，我们对理论的缺陷进行了深入探讨，发现用微分截面可以很清楚的展示该著名理论的缺陷。这对未来的理论和实验均指出了应该努力地方向。..2013年，受最近几年有双负离子链体系的光剥离实验测量，我们研究了排斥力附近的负离子光剥离。首先，利用路径干涉方法，计算了光剥离后电子的分布。根据排斥力中心和负离子的距离，光剥离后的电子可到达球形测量仪的角度范围受到经典动力学限制。在可到达范围，我们发现总有两条路径可从负离子达到同一测量角。两条路径的量子干涉造成光剥离电子在测量仪上的干涉条纹。干涉条纹的细节反应体系的动力学，与离开负离子的电子角分布以及负离子和排斥力中心距离有关。我们还利用闭合轨道理论研究了上面提到体系的总截面，发现总截面可以被写成自由负离子光剥离截面和一调制函数的乘积。这一表述对能量高于或低于剥离阈均适用，也同时把不同的负离子产生的电子角分布包括在内。总截面表现为振荡行为，振荡和体系的一个特别闭合轨道有关。我们还比较了这个体系和以前研究过的均匀电场中的光剥离，发现这两个体系总截面的振荡振幅存在特殊的定量关系。