Сверхтонкое расщепление и квадрупольный момент в мюон- содержащих и малоэлектронных атомах

• Автор: Яхонтов, Виктор Львович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 97 c. : ил

( § В.1. Сверхтонкое расщепление в

(4Не++ -уГе")° - и (3Не++ -р"е")°

- атомах

§ В.2. Аномалия в СТР в ионах

бЦ+ и 7Ц+

§ В.З. Квадрупольный момент возбуждённого состояния атомов ыезоводорода и водорода

ГЛАВА I. Сверхтонкое расщепление в

(4Не++ -р-е“)° - атоме

§ I. Расчёт СТР в нулевом приближении

§ 2. Корреляционная поправка I порядка

§ 3. Учёт вклада дополнительных поправок

в рамках корреляций I порядка
§ 4. Корреляционная поправка
П порядка
§ 5. Поправки релятивистского и
радиационного характера
Глава II. Сверхтонкое расщепление в
(3Не'н~ -р~е“)° - атоме
§ I. Расчёт СТР в нулевом приближении

ГЛАВА
ГЛАВА

§ 2. Корреляционные поправки I и П порядка с учётом релятивистских и радиационных эффектов
Ш. Аномалия в СТР в ионах и
§ I. Физическая картина аномалии

§ 2. Расчёт сдвигов уровней
сверхтонкой структуры
1У. Квадруполъный момент - характерное
свойство р/2 “ и -^1/2 “ теРМ0Б атомов
§ I. Механизм возникновения КМ
§ 2. Расчёт КМ в возбуждённом 2Р^ -состоянии атомов мезоводорода и водорода
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Атомы, состоящие из малого числа частиц, представляют собой уникальные ооъекты с точки зрения возможности точной экспериментальной проверки в них справедливости квантовой электродинамики. Положенный в основу этой теории гамильтониан взаимодействия частиц с электромагнитным полем позволяет описывать широкий класс атомных свойств. К числу их, наряду с такими, как положение уровней, их изотопические и лэмбовские сдвиги, тонкое расщепление, времена жизни и других, относится сверхтонкое расщепление (СТР) спектральных линий.
СТР является весьма тонким эффектом, имеющим релятивистскую природу. Благодаря большой точности, достигаемой при измерении интервалов сверхтонкой структуры в атомах, расчёт их даёт принципиальную возможность установления границ справедливости теоретического описания. Значительные трудности для точного расчёта СТР, создаваемые многочастичной структурой в ряде экспериментально изучаемых ооъектах, до недавнего времени позволили провести расчёт лишь для простейших атомов: водорода, позитрония, мюониг/1/. Для мюония, например, эти исследования позволили получить абсолютно лучшие на сегодняшний день значения магнитного момента кЛ
Зкспериментальные изучения явления СТР в малочастичных системах в последние годы ознаменовались созданием ряда новых атомных объектов и очень точными измерениями в них интервалов сверхтонкой структуры. К числу их относятся, например, изотопы нектзона и постоянной тонкой структуры^2
рального мю- гелия/3/ т.е. (^Не++ - И е-)0 - (3Не++ - М е-)0
6 * /4-6/ ' '
атомы, ионы Ьь и Ьь , находящиеся в метастабильном
триплетном возбуждённом состоянии с конфигурацией
атомы, ионы

"г" суть ОДНОГО порядка И Б сумме приводит К поправке бупа-ьь вида (1.82).
При вычислении ведущей поправки в рассматриваемой нами области больших ^ и Щг можно сделать ряд упрощений.
Во-первых, справедливо пренебречь по сравнению с |с^| 1/1 |С^| импульсами электрона (~ШеоС ) и |Г - мезона (Ч/Ор ~ те) в начальных и конечных состояниях; мы положим их равными нулю и ограничимся нерелятивистским пределом для волновых функций частиц.
При этом соответствующие интегралы будем считать обрезанными снизу при значении
Во-вторых, следует заметить, что виртуальные энергии частиц значительно превышают их энергии связи. Поэтому электрон и |л" -мезон в промежуточных состояниях можно считать свободными, а при расчёте в качестве их функций распространения использовать пустотные релятивистские пропагаторы.
Имея в виду нахождение вклада от суммы четырёх графиков "а" -"г" на рис. 10, дальнейший расчёт удобно проводить в фейнмановской калибровке. Для наглядности две соответствующие диаграммы изображены на рис. II а,б.

г- • . х ти*и>,-4'
а) б)
Рис. II.
і V —[— 1 — -> -»—
-ай 1
На них пунктирная линия отвечает фотонному пропагатору в шейнманов-ской калибровке.