ОПТИКА И СПЕКТРОСКОПИЯ, 2004, том 96, № 2, с. 229-231
^ АТОМНАЯ
СПЕКТРОСКОПИЯ
УДК 539.186
УПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ ФОТОНА АТОМОМ НЕОНА В ОБЛАСТИ ^-ПОРОГА ИОНИЗАЦИИ
© 2004 г. А. Н. Хоперский, В. А. Явна, А. М. Надолинский, Д. В. Дзшба
Ростовский государственный университет путей сообщения, 344038 Ростов-на-Дону, Россия
Поступила в редакцию 03.06.2003 г.
Проведено прецизионное теоретическое исследование дифференциального сечения упругого рассеяния фотона атомом неона в области К-порога ионизации. Результаты расчета носят предсказательный характер.
ВВЕДЕНИЕ
В работе авторов [1] впервые с учетом многочастичных эффектов рассчитаны абсолютные величины и форма дифференциального сечения упругого рассеяния фотона атомом неона (10Ке: 1^22^22р6 [150]) в области К-порога ионизации. В данной работе мы дополняем результаты [1] прецизионным исследованием сечения в непосредственной близости (± 2 эВ) К-порога ионизации. Полученные результаты могут быть востребованы, в частности, в контексте проблем создания рентгеновского лазера на основе высокотемпературной лабораторной плазмы как активной среды с неоноподобными атомами [2].
ТЕОРИЯ МЕТОДА
Дифференциальное сечение упругого рассеяния линейно поляризованного фотона атомом имеет вид
йъ!йО = Г(в! • е2)2[(^ + /')2 + (/")2]. (1)
В (1) использована атомная система единиц (е = т = й = 1) и определены [1] ^ - формфактор атома, /' и /" - вещественная и мнимая составляющие аномально-дисперсионной части полной амплитуды вероятности упругого рассеяния, О -пространственный угол, е^ 2 - векторы поляризации падающего и рассеянного фотонов и г0 -классический радиус электрона.
При расчете структур сечения (1), учитывающих рассеяние фотона 1^-оболочкой атома через виртуальные —► тр-возбуждения с т е [/; (/ - уровень Ферми - совокупность квантовых чисел валентной оболочки атома), реализован следующий алгоритм. Для т е [ /; к - 1] расчет проводится на хартри-фоковских волновых функци-
ях состояний перехода. При т е [к > /; для учета полноты набора состояний фотовозбуждения используется квазиклассическая аппроксимация квантовой механики: Ат ^ т-3, £т ^ т-2, где Ат - амплитуда вероятности —► тр-перехода и £т - модуль энергии тр-фотоэлектрона. Тогда, заменяя суммирование интегрированием при условии юк + 1 - юк гс 10-х (эВ), X > 4, где юк - энергия —► кр-перехода, для функциональных рядов в амплитудах /' и /" получаем замкнутые в элементарных функциях аналитические выражения.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
При расчете сечения использованы экспериментальные значения (в эВ) энергий порогов ионизации атомных оболочек [3] I = 870.230 (1я), 48.445 (2я), 21.613 (2р) и полных ширин распадов атомных вакансий Г = 0.230 (1я) [4], 0.050 [5], 10-17 (2р) (оценка по данным работы [6]).
Результаты расчета представлены на рис. 1, 2. Рассмотрен случай е1, 2 .1 Р, где Р - плоскость рассеяния, проходящая через волновые векторы падающего и рассеянного фотонов. Роль учтенных при этом эффектов радиальной перестройки электронных оболочек атомного остатка в поле глубокой вакансии, оже- и радиационного распадов вакансий, межоболочечных корреляций приближения случайных фаз с обменом, мультиплет-ных эффектов и процессов кратного возбуждения/ионизации основного состояния атома исследована в [1]. Поэтому в данной работе обсуждение многочастичных эффектов мы опускаем.
В [1] учтены лишь наиболее интенсивные переходы из 1я-оболочки в 3р- и 4р-состояния фотоэлектрона. Как следует из результатов на рис. 1, учет полноты набора тр-состояний приводит к устранению нефизического минимума теорети-
230
ХОПЕРСКИЙ и др.
dа1/dQ, г д/ср 80 г
Рис. 1. Дифференциальное сечение упругого рассеяния фотона атомом В - угол рассеяния, ю - энергия рассеиваемого фотона. 1 - учтен полный набор 1s-► [3; ^-фотовозбуждений, 2 - учтены лишь 1s-► [3; 6] ^-фотовоз-
буждения. В = 90°.
ческого спектра рассеяния в области ^-порога ионизации.
В заключение отметим хорошее согласие результатов нашего расчета с результатами синхро-
тронных экспериментов [7, 8] по прецизионному измерению сечения поглощения фотона атомом неона в области ^-порога ионизации. Так, в представлении /'' = (ю/4псг0)а, где а - сечение поглоще-
УПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ ФОТОНА АТОМОМ НЕОНА 231
f ', f "
ю, эВ
Рис. 2. Амплитуды/' и/'' для атома 10№. Обозначения те же, что и на рис. 1.
ния фотона атомом и с - скорость света, из данных рис. 2 при ю = 870 эВ получаем а = 0.356 Мб, тогда как эксперимент [8] дает а = 0.376 Мб.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Хоперский Ä.H, Явна B.Ä. // ЖЭТФ. 1995. Т. 107. В. 2. С. 328.
2. Daido H. // Rep. Prog. Phys. 2002. V. 65. < 10. P. 1513.
3. Deslattes R.D., Kessler E.G., Indelicato P., de Billy L., Lindroth E, Anton J. // Rev. Mod. Phys. 2003. V. 75. < 1. P. 35.
4. Campbell J.L., Papp T. // At. Data Nucl. Data Tables. 2001. V. 77. < 1. P. 1.
5. Schartner K.H., Möbus B, Mentzel G, Ehresmann A, Vollweiler F., Schmoranzer H. // Phys. Lett. A. 1992. V. 169. < 5. P. 393.
6. Zinner M., Spoden P., Kraemer T., Birkl G., Ertmer W. // Phys. Rev. A. 2003. V. 67. P. 010501(R).
7. Coreno M, Avaldi L, Camilloni R, Prince K.C., de Simone M, Karvonen J, Colle R, Simonucci S. // Phys. Rev. A. 1999. V. 59. < 3. P. 2494.
8. Suzuki I.H., Saito N. // J. Electr. Spectr. Relat. Phen. 2003. V. 129. < 1. P. 71.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.