Электромагнитные и столкновительные процессы с участием связанных электронов и мюонов

• Автор: Михайлов, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 246 с.

1 Фотоионизация атомных К—оболочек.

§1 Релятивистский атомный фотоэффект с К—оболочки вблизи порога

1.1 Разложение по парциальным волнам

1.2 Вычисление полного сечения, углового распределения и поляризационных корреляций

§2 Атомный фотоэффект в релятивистской области энергий

2.1 Приближение Заутера-Гаврилы и его свойства

2.2 Представление амплитуды фотоэффекта в виде ряда по степеням aZ.

2.3 Угловое распределение электронов

§3 Атомный фотоэффект в крайнем релятивистском случае

3.1 Волновая функция фотоэлектрона и амплитуда фотоэффекта в ультрарелятивистской области

3.2 Угловое распределение электронов в высокоэнергетическом

пределе
§4 Релятивистский фотоэффект с К— оболочки в экранированном поле ядра
4.1 Теория возмущений для дискретного спектра уравнения Дирака
4.2 Фотоэффект в экранированном поле вдали от порога
4.3 Экранированный фотоэффект вблизи порога
4.3.1 Волновые функции электронов в экранированном поле
4.3.2 Амплитуда фотоэффекта в экранированном поле
4.3.3 Сечение экранированного фотоэффекта вблизи порога. . . . §5 Двойная ионизация атомов одним фотоном в низкоэнергетической области. §6 Релятивистский двойной фотоэффект на сильносвязанных электронах
6.1 Введение
6.2 Амплитуда релятивистского двойного фотоэффекта
6.3 Энергетические и угловые распределения электронов в краевой части
спектра
6.4 Вклад центральной области спектра в сечение процесса
6.5 Результаты и обсуждения
2 Рассеяние гамма-квантов связанными электронами.
§1 Упругое рассеяние гамма-квантов на связанных электронах
1.1 Большие переданные импульсы
1.2 Малые переданные импульсы (<7 ~ ??)
§2 Комбинационное рассеяние гамма-квантов на многозарядных ионах
§3 Комптоновское рассеяние гамма-квантов на К—оболочке атомов
3.1 Релятивистский комптон-эффект на связанном электроне в низшем
порядке по aZ
3.1.1 Введение

3.1.2 Амплитуда и сечение
Ф 3.1.3 Кинематика
3.1.4 Предельные формулы для сечения
3.1.5 Некоторые интегральные сечения
3.2 Высшие кулоновские поправки в комптоновском рассеянии
§4 Двойная ионизация и ионизация с возбуждением в комптоновском рассеянии
4.1 Оценка роли диаграмм с взаимодействием в начальном и конечном
состояниях
4.2 Расчёт высокочастотного предела для сечения двойной ионизации
4.3 Расчёт сечений ионизации с возбуждением
3 Ионизация атомных К—оболочек релятивистскими электронами
Ф §1 Фейнмановские диаграммы, амплитуда и сечение процесса
§2 Кинематика
§3 Формулы для сечения в частных случаях
3.1 Область малых д
3.2 Кулоновские резонансы
3.3 Асимптотическая нерелятивистская область
4 Аннигиляция позитронов в столкновениях с атомами
§1 Двухфотонная аннигиляция позитронов с К-электронами
1.1 Введение
1.2 Амплитуда и сечение процесса
Ф 1.3 Область малых переданных импульсов
1.4 Область резонансного поведения сечения
1.5 Сечение аннигиляции медленных позитронов
1.6 Область малых Шг
§2 Безрадиационная аннигиляция позитронов с атомными электронами
§3 Двойная ионизация атома при однофотонной аннигиляции
позитрона и К—электрона (ДИОФА)
3.1 Введение
3.2 ДИОФА в краевой области энергетического спектра
3.3 ДИОФА в центральной области энергетического спектра
3.4 Обсуждение результатов
5 Рождение мюонных пар в поле ядра
§1 Превращение электронной пары в мюонную при рассеянии позитронов на
атомах
1.1 Амплитуда реакции
1.2 Сечения процесса
§2 Электро- и фоторождение мюонных атомов
§3 Рождение мюонной пары при рассеянии высокоэнергетических электронов в
поле ядра

6 Многофотонные процессы на атомах
£ в нерелятивистской области энергий
§1 Римановское рассеяние на водороде, запрещенное в дипольном приближении
1.1 Амплитуда процесса
1.2 Рассеяние фотонов при w ~
1.3 Рассеяние фотонов при энергиях I «С ш -С т
§2 Сильнозапрещенные двухфотонные переходы в атомах
2.1 Амплитуда перехода lsi/2(0) —* 2pi/2(0)
2.2 Вычисление МЭ линейных по kr (АД)
2.3 Вычисление МЭ кубических по kr (АД, Мз)
2.4 Водородоподобные атомы
2.5 Многоэлектронные атомы
ф 2.6 Эффекты несохранения четности в двухфотонных переходах
§3 Амплитуды двухфотонных переходов в водороде
3.1 Вероятность и амплитуда перехода в нерелятивистском приближении
3.2 Оптическая область. Разрешенные переходы
3.3 Оптическая область. Запрещенные переходы
3.4 Амплитуда рассеяния фотонов в рентгеновской области
§4 Двухфотонная ионизация атома фотонами из разных пучков
4.1 Амплитуда процесса
4.2 Скорость реакции
4.3 Предельные случаи
§5 Трехфотонные процессы рамановского типа
5.1 Введение
5.2 Амплитуда трехфотонных процессов рассеяния
5.3 Сечение расщепления фотона
5.4 Скорость реакции слияния фотонов
5.5 Сечения реакций около порога
§6 Трехфотонные процессы рэлеевского типа
7 Мезоатомные и мезомолекулярные процессы
§1 Низкоэнергетическое упругое рассеяние мезоводорода на легких атомах
1.1 Введение
1.2 Уравнение для волновой функции относительного движения атомов
ф 1.3 Вычисление межатомного потенциала V(г) в первом порядке ТВ
1.4 Расчет V(r) во втором порядке ТВ
1.5 Расчет характеристик упругого рассеяния
§2 Роль электронного экранирования в упругом рассеянии мезоводорода на водороде
§3 Электронные и молекулярные эффекты в низкоэнергетическом рассеянии
мезоводорода на молекулах Я2
3.1 Метод расчета
3.2 Вычисление амплитуды перехода и сечения рассеяния
§4 Учет электронной структуры мишени в реакциях перезарядки мезоводорода
на атомах гелия

порядке по aZ имеем
Я(Й-Л=*тА-, Сь(д-1 + к)~С(к). (6.24)
В том же приближении по aZ волновая функция связанного состояния есть произведение пространственной нерелятивистской функции 1а' на биспинор Дирака щ:
-ф{) = |Ь)И0Ь Uoi
= ( О*) > г = а>^> Ша=(о)’ 'Шр = (1) ' (6‘25)
После подстановки (6.24), (6.25) в (6.22), (6.23) получаем:
ф(д)
Ма = иР1еСа(>()^иоаиР2'г^иор, (6.26)
/те
ф(д)
Мь == ’^^~ир1/у^Сг1)^к^ёиоаир2/у^ио/з , (6.27)
= <6-28»
Амплитуды для остальных диаграмм легко получаются из (6.26), (6.27). Полная амплитуда процесса в центральной области:
М++ = М„ + Мь + Мс + Ма-Ма. - Му - Ме - АД,. (6.29)
Вычисляя квадрат ее модуля и производя суммирование по поляризациям конечных электронов и усреднение по поляризации фотона, приходим к следующему выражению:
= (£ёг){

ИДЕО = ) т2 + ЕхЕ2 - р1пР2п +
+ (2шщ + т2 — Е1Е2 + Р1пР2п)} , (6.31)
е = Е1 — пг, е2 = Е2 — тп,
Р1п = Й > Р2п = Й. п = к/к.
Как видно из (6.31), IV зависит от Е, Е2 и углов вылета электронов. Однако, используя законы сохранения энергии (£1 +е2 = и>) и импульса (д = 0), величины Е2, рщ и р2п можно выразить через Ер
Е2 = 2т + щ-Е1, р1п = (Е, - Е| + щ2)/2щ, р2п = р1п(1 *-+ 2). (6.32)
Подставив в (6.13) вместо |Ме^|2 величину (6.30), получим дифференциальное сечение двойного фотоэффекта в центральной области:
= + „--)■ (&33)