相对论多组态相互作用方法计算Mg~+离子同位素位移

采用相对论多组态相互作用方法研究了Mg~+离子3s~2S_(1/2)—3s~2P_(1/2)和3s~2S_(1/2)—3s~2P_(3/2)两条跃迁谱线的特殊质量位移系数和场位移因子,并计算了中子数8≤N≤20的Mg~+离子的同位素位移.计算结果与其他理论的计算值符合得比较好,与最新的实验测量结果比较,相对误差在0.13%到0.28%范围,是目前最接近Mg~+离子同位素位移实验测量的理论计算结果.该计算结果可为Mg~+离子同位素位移实验和理论研究提供参考,能够用于Mg~+离子的短寿命同位素的光谱测量实验以及利用Mg~+离子开展幻中子数N=8和N=20附近的奇异原子核特性研究等.所用的计算方法和电子激发模式也可以推广到其他核外电子数为11的多电子体系,用于开展相应的原子光谱结构计算和同位素位移的理论研究.     

双价原子的简单组态相互作用理论

详细分析一种简单的非变分式的组态相互作用理论,用于研究双价原子系统。用这种理论精确求解该系统的多组态状态波函数及其相应的能量本征值,并定量地分析组态之间的相互作用,它反映了电子之间的交换作用和相关作用.使用一组由B-spline构成的近乎完全的有限基函数,可以有效地考虑到被限制在有限体积内的正能量单电子轨道对连续区所作的贡献。具体计算典型的双价原子-Be原子,所得结果和实验数据相比较,符合得很好.     

全相对论多组态原子结构及物理量的精密计算——构建准完备基以及组态相互作用

从第一原理出发计算原子结构有多种理论方法,它们都是基于变分原理的,其关键是构建一组最适合描述真实物理体系的且适用于变分原理的准完备基.本文阐明了如何利用全相对论计算程序GRASPVU,通过单组态Dirac-Fock计算以及多组态Dirac-Fock自洽场计算建立准完备基.然后利用该准完备基进行组态相互作用计算以充分考虑关联作用;在此基础上,进一步考虑电磁相互作用的延迟效应和量子电动力学等修正.该准完备基对原子结构和电磁跃迁等物理量可进行精密的理论计算.最简单的He体系的能级和跃迁速率等物理量的计算值与目前最准确的理论计算值以及精密的实验测量值符合很好,验证了本文提出的方案的适用性.本文计算是全相对论的,可推广到相对论效应很重要的高Z类He体系,以面向重离子储存环相关实验测量.同时该方案也适用于其他任何多电子原子体系;对Mg进行了精密理论计算,阐明了其33D,43D精细结构次序变化的机理.     

硼离子同位素位移的计算

应用Grasp92 程序包,计算了11,10B2+的 跃迁和 跃迁的同位素位移。 跃迁的同位素位移为29828MHz, 跃迁的同位素位移为29840MHz。这些理论结果与最新的实验结果是相符合的。     

硼离子同位素位移的计算

应用Grasp92 程序包,计算了11,10B2+的22P3/2 →22S1/2 跃迁和22P1/2 →22S1/2 跃迁的同位素位移.22P3/2 →22S1/2 迁的同位素位移为29828 MHz,22P3/2 →22S1/2 跃迁的同位素位移为29840 MHz.这些理论结果与最新的实验结果是相符合的.     

氮原子同位素计算

本文利用多组态Dirac-Hartree-Fock和相对论组态相互作用的方法计算了氮原子的同位素¹⁴N和¹⁵N的四对能级跃迁：3s⁴P→3p⁴P°,3s⁴P→3p⁴D°,3s²D→5p²D°,和3s²P→3p²P°相应的特殊质量位移系数和场因子. 由计算所得的正常质量位移,特殊质量位移系数和场因子获得了氮原子同位素的正常质量位移、特殊质量位移和场位移. 同时将计算结果和报道的实验和理论计算结果进行了比较.     

U原子的组态,相互作用

本文用MCDF方法对U原子(5f~36d7s~2 5f~36d~27s)和(5f~26d~27s~2 5f~47s~2)的组态相互作用分别进行了研究。结果表明(5f~36d7s~2 5f~36d~27s)的组态相互作用比较强,而(5f~26d~27s~2 5f~47s~2的组态相互作用比较弱。     

多组态Dirac-Fock方法与准相对论组态相互作用方法的比较研究

利用多组态Dirac-Fock(MCDF)方法与准相对论组态相互作用方法,分别详细计算了低Z、中Z和高Z原子(离子)各个壳层上电子的束缚能、平均轨道半径、总束缚能、激发能、精细结构能级以及类Ne等电子系列离子的2p53s 1,3P1-2p6 1S0跃迁能,并且对这两种方法的结果进行了数值比较.     

相对论平均场理论对Pb同位素位移的研究

运用变形的相对论平均场理论研究了Pb同位素链的基态性质. 对关联的处理采用了BCS方法, 不成对核子的处理运用了“阻塞”法. 计算的结果很好地符合了实验上Pb的平均结合能, 中子分离能, 同位素位移. 接着从原子核的微观结构出发, 比较详细地研究了Pb链同位素位移出现反常扭折这一重要性质的物理机制.     

迭代的多组态相互作用方法

本文提出了迭代的组态相互作用方法(IMRCI). IMRCI被用来计算H₂O和CH₂(单重态和三重态)在平衡态和远离平衡时的电子能量. IMRCI、MP2、MP3、MP4、CCSD和CCSD(T)还用来计算H₂O、CH₂(单重态和双重态)和N₂的势能曲线. 这些计算结果表明IMRCI的结果不依赖初始的多参考态组态函数,并能较快地收敛到完全组态相互作用的计算结果. 相比完全组态相互作用的结果,仅需2至4次迭代,IMRCI的误差就能达到10^-5 hartree数量级. 另外,IMRCI还提供了寻找势能面上主要电子组态的一个有效途径. 这将有助于单参考态和多参考态理论模型得到准确的计算结果.     

同位素位移实验测量

利用光栅光谱仪测量了氢－氘灯谱线的同位素位移。利用具有高分辨、选择性激发等特点的共线快离子束－激光光谱学方法测量了^142-146,148,150Nd^ 同位素位移，结合King-plot和理论计算得到质量位移、场位移和特殊质量位移。     

Theoretical calculations of hyperfine splitting,Zeeman shifts,and isotope shifts of 27Al+ and logical ions in Al+ clocks

Based on the multiconfiguration Dirac-Hartree-Fock (MCDHF) method, similar models are employed to simultaneously calculate the first-order and second-order Zeeman coefficients as well as the hyperfine interaction constants of the related energy levels of ²⁷Al⁺ and its logical ions ⁹Be⁺ and ²⁵Mg⁺ in the ²⁷Al⁺ optical clock. With less than 0.34% deviations from experimental values in Zeeman coefficients of ²⁷Al⁺, these calculated parameters will be of great help for better evaluation of the systematic uncertainty. We also calculate the isotope shift parameters of the related energy levels, which could extend our knowledge and understanding of nuclear properties of these ions.     

Na_2~+离子较低电子态势能曲线和光谱常数的理论研究

通过多组态相互作用方法,结合原子有效芯势与极化势,利用非收缩的高斯基函数,计算了Na_2~+分子对应最低9个解离限的36个电子态的势能曲线.基于计算获得的束缚态势能曲线,拟合给出了相应的光谱常数,并与已有的实验和理论结果进行了比较.同时,给出了部分电子态的振动-转动能级和一些同类态避免交叉点的信息.计算获得的光谱信息对冷原子分子光谱与动力学的研究具有参考价值.     

钐原子高激发态能级位置和同位素位移测量

本文首次用共振增强消多普勒双光子光谱技术对钐原子四个高激发态偶宇称能级进行了实验研究,得到了这些能级的位置和相应跃迁的同位素位移数据.     

Hg~+离子5d~(10)6s ~2S_(1/2)→5d~96s~2 ~2D_(5/2)钟跃迁同位素位移和超精细结构的理论研究

本文首先在Dirac-Hartree-Fock近似下理论评估了Hg~+离子5d~(10)6s ~2S_(1/2)→5d~96s~2 ~2D_(5/2)钟跃迁的质量位移(mass shift, MS)和场位移(field shift, FS)在其同位素位移(isotope shift, IS)中的相对贡献,发现MS远小于FS而可以被忽略.在此基础上,通过系统地考虑该原子体系中主要的电子关联效应,计算了这条钟跃迁FS的精确值以及涉及到的上下两个能级的超精细结构常数,并得到了几种稳定汞同位素离子该跃迁的IS和超精细结构分裂.其中,计算的~(199)Hg~+和~(198)Hg~+离子之间的钟跃迁频率偏移与已有实验测量值相比误差为2%左右.最终,本文给出了汞离子7种常见同位素该谱线的绝对频率值,为实验上的谱线测量提供了有效的理论依据.     

A novel method to measure the isotope shifts and hyperfine splittings of all ytterbium isotopes for a 399-nm transition

We report the experimental results on measuring the isotope shifts and hyperfine splittings of all ytterbium isotopes for a 399-nm transition by using a quite simple and novel method.It benefits from the advantages of the modulation transfer spectroscopy in an ytterbium hollow cathode lamp and the Doppler-free spectroscopy in a collimated ytterbium atomic beam.The key technique in this experiment is simultaneously measuring the frequency separations of the two spectra twice,and the separation difference between two measurements is solely determined by the well-defined frequency of an acousto-optics modulator.Compared with the most of previously reported experimental results,ours are more accurate and completed,which will provide the useful information for developing a more accurate theoretical model to describe the interaction inside an ytterbium atom.     

Hg同位素对Hg的Zeeman效应相对强度的影响

比较了Hg的546.1 nm绿谱线Zeeman效应相对强度的理论计算和实验值,分析了Hg同位素位移及超精细结构对Hg的 Zeeman效应相对强度的影响.     

中低温等离子体原子能量的分波法计算

在改进的平均原子模型的基础上，在中心场近似下用分波法处理自由电子密度分布函数，提高了电子波函数、电子占据数等原子参数的计算精度.通过使用分波法准确计算电子间各部分的相互作用能，使得原子能量的计算结果更加准确，零温基态能的计算结果与Hartree-Fock理论给出的结果很好地符合.作为算例，计算了W，Au，Rn，Am等元素的原子能量、熵及定容热容. 关键词： 自洽场原子结构 原子能量     

Isotope shift calculations for D lines of stable and short-lived lithium nuclei

The isotope shifts(TSs) for the 2s~2S_(1/2) to 2p~2P_J(J = 1/2,3/2) transitions of the lithium nuclei including the stable and short-lived isotopes are calculated based on the multi-configuration Dirac-Hartree-Fock method and the relativistic configuration interaction approach.The results are in good agreement with the previous theoretical and experimental results within a deviation less than 0.05%.The methods used here could be applied to the IS calculations for other heavier Li-like ions and few-electron systems.