Исследования по релятивистской теории спектров водородоподобных атомов

• Автор: Тюхтяев, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 179 c. : ил

ГЛАВА I. ВВЕДЕНИЕ

§ I. Методы исследования проблемы двух тел в

релятивистской квантовой теории

§ 2. Квазшотеяциальный подход к описанию

слабо связанных систем

§ 3. Обзор важнейших исследований спектров энергии водородоподобных атомов, цели и задачи диссертации

Глава II. КВАЗШОТЕНЦИАЛЪНЫЙ МЕТОД УЧЕТА РЕЛЯТИВИСТСКОГО

ХАРАКТЕРА ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ И ЭФФЕКТОВ СВЯЗАННОСТИ В ДВУХЧАСТИЧНОЙ СИСТЕМЕ

§ I. Новый метод выделения кулоновского взаимодействия как основы теории возмущений в квазипотенциальном подходе Логунова-Тавхелидзе
§ 2. Описание связанности частиц в промежуточных виртуальных состояниях ядра взаимодействия
§ 3. Поправки к кулоновским уровням энергии в релятивистской теории спектров водородоподобных атомов
Глава III. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КВАЗИПОТЕНЦИАЛА К ПРОБЛЕМЕ
ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ УРОВНЕЙ ЭНЕРГИИ АТОМ ВОДОРОДА И СВЕРХТОНКОГО РАСЩЕПЛЕНИЯ В МЮОНИИ
§ I. Влияние движения ядра и структуры протона на тонкое расщепление уровней энергии в атоме водорода
§ 2. Методика расчета сверхтонкого расщепления основного уровня энергии водородоподобных атомов. Анализ простейших взаимодействий

в мюонии
§ 3. Поправки к кулоновским уровням энергии от двух- и трехфотонных обменов в мюонии
ГЛАВА 17. ПРОБЛЕМА СВЕРХТОНКОГО РАСЩЕПЛЕНИЯ ОСНОВНОГО
УРОВНЯ ПОЗИТРОНИЯ
§ I. Позитроний как водородоподобная оистема
чаотиц о равными массами
§ 2. Анализ трехфотонных взаимодействий
§ 3. Учет эффектов виртуальной аннигиляции
электрон-по зитронной пары
Глава V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
§ I. Сравнение полученных в диссертации теоретических значений по тонкой структуре и сверхтонкому расщеплению основного уровня водородоподобных атомов с имеющимися данными и экспериментом
§ 2. Основные выводы и заключительные замечания
ЛИТЕРАТУРА
_ 4 -
ГЛАВА І ВВЕДЕНИЕ
§ І. Методы исследования проблемы двух тел в релятивистской квантовой теории.
Задача двух тел в нерелятивистской теории сводится к двум более простым: о равномерном движении центра масс и движении частицы с приведенной массой в потенциальном поле. В релятивистском случае явное отделение движения центра масс, а вместе с тем и непосредственное введение понятия потенциала невозможно.
Релятивистская проблема двух тел охватывает задачи на рассеяние и на связанные состояния частиц. В настоящее вреіля наиболее разработана квантовая теория рассеяния: столкновение частиц может быть описано с помощью операторов свободных полей, что позволяет использовать аппарат £ - матрицы.
В то же время создание и развитие квантовой теории тесно связано с исследованием спектра энергии атома водорода и водородоподобных (Ш) атомов. По мере совершенствования теории, техники и методики эксперимента в число исследуемых Ш систем бшш включены позитроний, мюоний, дейтерий, мюонный и пионный водород. Сюда же в последнее время иногда относят и кварковые структуры типа чар-мония. В общем, Ш атомы - это простейшие связанные состояния частиц, наиболее доступные для теоретических и экспериментальных исследований и являющиеся поэтому идеальным объектом для проверки основных положений квантовой теории.
Поскольку в релятивистском случае задача о связанных состояниях частицы во внешнем поле и проблема связанных состояний системы двух частиц существенно различны, непосредственное использование уравнения Дирака, а тем более Шредингера для исследования Ш а то50 -
(2.2.39)
-Се с №') БгМ&ад 1*0>У%) С ’ Уз'г?) • • 0*_+(3,5 >ЬА)
Заданием ядра взаимодействия Х-+. определяется не только функция Грина, но также волновая функция и динамические характеристики системы электрон-позитрон. Информация о структуре ядра может быть получена в результате сравнения представления электрон-позитронной функции Грина (2.2.39) и интегральной формы уравнения (2.2.19):
+6_(и')6>(2Й®
(2.2.40)
Применяя к уравнениям (2.2.39) и (2.2.40) обратные функции Грина, находим:
1_+б.2-,ь4)=-е;ц12^)
, (2.2.41)
= &Г*(42-,У0 + А) _
- (2.2.42)
- Са‘2.)кЪ'з1В )С_1(ь'а
Выражая в последнем уравнении функции Грина в соответствии с равенствами (2.2,40) и (2.2.12), представим ядро взаимодействия электрон-позитронной пары в виде:
1_+0гДА) = -^(ДкФкп&Г) ( &^(22')&-+(1'2;3'А') ® (2 2 43)
®ГЙ'А';М|^-ее.й'3')Г.Ш)&>) + 1а'
где у. / > м
I С12;ЗА) = ^Фк>-ре"с5'А)