Исследование логарифмических по отношению масс частиц поправок к тонкому сдвигу S-уровней энергии водородоподобных атомов

• Автор: Клещевская, Светлана Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Глава 1. Математический аппарат, используемый в исходных задачах на связанные состояния системы двух частиц в квазипотенциальном подходе
1.1. Задача об уровнях энергии водородоподобных атомов в квазипотенциальном подходе
1.2. Проблема тонкой структуры уровней энергии водородоподобных атомов
Глава 2. Специфические эффекты отдачи в системах двух частиц с неравными массами
2.1.0 пределах применимости 5-приближения кулоновских волновых функций к прецизионным расчётам сдвигов уровней энергии
2.2. О новых логарифмических по отношению масс частиц вкладах в 5-уровни энергии водородоподобных атомов от однофотонного взаимодействия частиц
Глава 3. Изучение взаимодействия частиц посредством обмена одним поперечным фотоном с помощью модифицированной амплитуды рассеяния
3.1.0 поправках £Л_ |п/Г‘, /Лп/Г1, а ^ р11п /3 1 от взаимодействия частхт1 т1т2 т1т1
тиц посредством обмена одним поперечным фотоном
а6 и3
3.2. О поправках ——рыр 1 от взаимодействия частиц посредством обмена

одним поперечным фотоном
Глава 4. Влияние движения ядра на величину тонкого сдвига уровней энергии водородоподобного атома
4.1. Анализ последовательных обменов кулоновским и поперечным фотонами между частицами водородоподобного атома
4.2. Логарифмические по константе тонкой структуры вклады в тонкий сдвиг
уровней энергии, исчезающие в пределе т2 —э тх
Заключение
Библиографический список использованной литературы Приложения
Исследование связанных состояний системы двух частиц принадлежат к тем фундаментальным научным направлениям, которые сохраняют актуальность на протяжении всего развития квантовой теории.
Несмотря на всю фундаментальность, релятивистская проблема связанных состояний даже для системы из двух частиц полностью не решена и в классическом (неквантовом) пределе.
Лёгкие одноэлектронные атомы - это классический объект квантовой физики. Многие открытия и дальнейший прогресс квантовой механики тесно связаны с объяснением особенностей структуры уровней энергии таких атомов.
Работой «Связывание электронов положительным зарядом» Н. Бор положил начало взгляду на атом как на связанное состояние квантовой системы, характеризующееся дискретными значениями энергии и спектром излучения, обусловленным структурой его энергетических уровней. Далее, в нерелятивистской квантовой механике Гейзенберга и Шредингера была заготовлена последовательная схема для описания связанных состояний. В теории Дирака было введено понятие спина для объяснения экспериментальной особенности в спектре водорода.
Открытие лэмбовского сдвига, тонкие противоречия между предсказаниями теории Дирака и экспериментальными данными привели к созданию квантовой электродинамики.
В нерелятивистской квантовой механике задача двух тел сводится к двум более простым: о равномерном движении центра масс и движении частицы с приведённой массой в потенциальном поле. В релятивистском случае явное отделение движения центра масс и введение потенциала невозможно. Поэтому задачи о связанных состояниях двух тел и о связанных состояниях частицы во внешнем поле оказываются различными, не сводимыми друг к другу.
В квантовой электродинамике при описании распространения частицы во внешнем поле необходимо учитывать так называемые радиационные эффекты,

з «V д2 7 ф

1+р{
л тхт2 Откуда /, (1п Р )
Я J „2 , 1 ч* " Рр1 Р 0 Р +
з «V Д3
1п Д~'.
2л/2я 1 + Д
Итак, новый логарифмический по отношению масс частиц вклад от обмена одним кулоновским фотоном равен
дЕ 11 «У £
1С 8л/2лг ЩЩ 1 + Д

(2.2.11)
Начало исследованию зависимости величин сдвигов уровней энергии от логарифмов отношения масс положено работой [5]. До появления работы [16] вклад, опубликованный в работе [5], оставался единственным. Величина, приведённая в выражении (2.2.11) продолжает перечень новых логарифмических по отношению масс частиц поправок.
Выше было рассмотрено модифицированное кулоновское взаимодействие. Теперь проанализируем в низшем приближении взаимодействие частиц посредством обмена одним поперечным фотоном.
= {<Рс(р)|(-^г)+|<Рс^)) ■ (2.2.12)
Ядро взаимодействия (Кт)+ было получено в предыдущем параграфе -формула (1.2.24).
Подставляя полученное выражение (1.2.24) в (2.2.12), получаем
1 л 1 ч * I |Ля | „М7пМ,„М~
^Т = а~л?ап^ р я(РсГрШП)'^^р. р. р
~(р + д)2
(Р-чУ
Ш1рМ2рМХчМ,
1б£1р£2р€1?£2<7

М1 р иц

м2р м2ч
Ср2-ч2)2
X 4 + 2(р2+ч2)
м1рм1ч м2рм2д
(р2+<72)2
МрМ2рМХчМ1ч
(2.2.13)