Релятивистский многочастичный расчет тяжелых щелочных атомов и несохранение четности в цезии

• Автор: Дзюба, Владимир Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 108 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ :

ГЛАВА I. КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ДЛЯ РЕШЕНИЯ РЕЛЯТИВИСТСКИХ

УРАВНЕНИЙ АТОМНОЙ ФИЗИКИ

§ I. Уравнения Хартри-Фока-Слэйтера и Хартри-Фока

для атомов и ионов с замкнутыми оболочками

§ 2. Выбор координатной сетки и интегрирование

уравнений на одном шаге

§ 3. Граничные условия

§ 4. Решение уравнения Дирака в фиксированном

потенциале
§ 5. Процедура самосогласованны в методе Хартри-
-Фока-Слэйтера
§ 6. Решение уравнения Дирака в фиксированном
нелокальном потенциале
§ 7. Решение уравнения Дирака с учетом конечного
размера ядра
§ 8. Процедура самосогласованны в методе РХФ
§ 9. Возбужденные состояния дискретного и
непрерывного спектра
§ 10. Неоднородное уравнение Дирака
(уравнение Штернгеймера)
Глава II. УРОВНИ ЭНЕРГИИ ЦЕЗИЯ И ФРАНЦИЯ
§ I. Уровни энергии цезия
§ 2. Уровни энергии франция
Глава III. СВЕРХТОНКАЯ СТРУКТУРА ЦЕЗИЯ И ФРАНЦИЯ
§ I. Релятивистские уравнения Хартри-Фока во
внешнем поле

§ 2. Расчет корреляций
§ 3. Результаты и обсуждение
ГЛАВА ІУ. БРАКНЕРОВСКЙЕ ОРБИТАМ
§ I. Включение корреляционного потенциала в
релятивистские уравнения Хартри-Фока
§ 2. Вычисление амплитуд разрешенных
Е1-переходов
§ 3. Сверхтонкая структура уровней цезия
Глава V. НЕСОХРАНЕНИЕ ЧЕТНОСТИ В ЦЕЗИИ
§ I. Включение слабого взаимодействия в
самосогласованные уравнения
§ 2. Вычисление нарушающей четность Е1-амплитуды
§ 3. Обсуждение точности расчета нарушающей четность Е1-амплитуды. Сравнение с экспериментом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЖТЕРАТУРА

В настоящее время потребность в максимально точном расчете электронной структуры атомов очень высока. С одной стороны, это связано с экспериментами по измерению эффектов несохранения четности в тяжелых атомах, где эти эффекты усилены [_ 1-6 ] . С другой стороны, такой расчет является важным источником получения информации о тех атомах, которые экспериментально мало изучены. Одним из наиболее надежных методов является полуэмпиричес-кий расчет. Применительно к эффекту несохранения четности он обеспечивает точность 10-20$ (см., например, [7,8] ). Другим возможным путем является использование релятивистского метода Харт-ри-Фока (РХФ). Однако без учета корреляционных поправок второго порядка по кулоновскому взаимодействию точность таких расчетов невысока. В то же время учет этих поправок позволяет радикально улучшить точность вычислений (см., например, [9,10]] ). Кроме того, преимущество расчетов а& Ь; о проявляется в тех случаях, когда недостаток экспериментальных данных затрудняет использование полуэмпирических методов.
В данной диссертации метод расчета (1 рассматривается применительно к тяжелым щелочным атомам. Во-первых, щелочные атомы являются удобным объектом для отладки методики, так как для них расчет наиболее прост. Во-вторых, тяжелые щелочные атомы, цезий и франций, интересны и сами по себе. Первое предложение по поиску эффекта несохранения четности в тяжелых атомах относилось именно к цезию [ II] . И хотя впервые эффект был обнаружен в висмуте [ I] , эксперименты на цезии интенсивно ведутся в настоящее время в нескольких группах. В одной из них уже проведены первые измерения циркулярной поляризации излучения, вызванного несохраняющим четность слабым взаимодействием электронов с ядром [ 6 ]

5 -уровней, чтобы воспроизвести экспериментальное значение
ДЛИНЫ ВОЛНЫ ^-(7ъ-7р1,х)
Окончательные результаты для состояний с V < 5 приведены в таблице 5. Уровни 1&$ и 6 / получены экстраполяцией корреляционной поправки (она ведет себя как I/ 1>г при больших У ). Не приведенные в таблице уровни с У > 5с хорошей точностью даются форлулой Рвдберга. Расчет положения , 7р , &р - уровней Гг был проведен ранее в работе [ 47] . В этой работе уровни энергии Г»“ были рассчитаны сначала в приближении Хартри-Слэйтера (без учета корреляционных поправок) и затем скорректированы, опираясь на расчетные и экспериментальные данные по С$ Г , &а][ и Я а Л. . Наши результаты по уровням 7$ , 7у , $р практически совпадают с результатами из £ 47 ]
Совсем недавно пришло сообщение из ЦЕРН’а об измерении длины волны перехода ?$> - Урн . Измеренная разность энергий Уъ и Урн - уровней совпала с вычисленной нами с точностью 0,3$, а тонкая структура 7р -уровня - с точностью 2$.