反质子与氢分子散射的波包模拟

慢反质子对氢和离化氦的电离作用

Ionization of hydrogen and ionized helium by slow antiprotons

在单中心紧耦合近似下，研究了能量范围在0.1 ~ 500 keV的反质子与氢原子的电离过程。利用B样条基构造散射波函数。氢原子电离的结果进行了比较与其他现有的理论计算，以及与现有的实验数据。目前的结果令人鼓舞。我们还采用这种方法来研究电离氦在1和500 keV之间的能量范围内的电离。通过比较发现，本文的结果很好地解释了用其它理论计算的截面值。

反质子与氢分子离子的碰撞

Collisions of antiprotons with hydrogen molecular ions

在0.5 keV ~ 10 MeV的碰撞能量范围内，用含时密耦合方法计算了反质子与氢分子碰撞的电离和激发截面.采用Born-Oppenheimer近似和Franck-Condon近似以及碰撞参量方法来描述靶分子和碰撞过程。结果表明，分子轴相对于轨迹的三个垂直取向足以精确地再现由[Sakimoto，Phys.Rev.A71，062704（2005）]计算的电离截面，从而大大减少了数值工作量。用独立事件模型近似计算了反质子与H2碰撞中双电离和H+产生的截面。

微分电离截面的相对论计算：在反质子-氢碰撞中的应用

Relativistic calculations of differential ionization cross sections: Application to antiproton-hydrogen collisions

本文提出了一种基于Dirac方程计算离子-原子碰撞电离全微分截面的相对论方法。作为非相对论性的基准，该方法被应用于氢原子的反质子碰撞电离。给出了电离的全微分、双微分和单微分截面。讨论了弹丸与靶核之间相互作用的作用。解决了现有理论预测中的几个差异。研究了类氢氙离子在碳核碰撞下电离的相对论效应。

反质子与氢分子碰撞的全双电子计算

Full two-electron calculations of antiproton collisions with molecular hydrogen

给出了在1 keV ~ 6.5 MeV的能量范围内，氢分子被反质子碰撞单次电离和激发的总截面。采用非微扰含时密耦合方法，充分处理了电子的关联动力学。在高能量下单电离截面的计算结果与实验测量结果吻合较好，而在最大值附近发现与实验有一些差异。的分子几何形状和一个完整的双电子描述的重要性被证明。本研究结果提供了基准结果，这可能是有用的分子模型的发展。

亚开尔文温度下的反质子-氢湮灭

Antiproton-Hydrogen annihilation at sub-kelvin temperatures

研究了超低能反质子（$% E\le10^{-6}$ a.u.）氢原子的存在。它们包括弹性和非弹性截面和质子（Pn）形成谱。逆俄歇过程（$Pn+e \to H+\bar{p}$）考虑在一个单一的耦合通道模型的框架。湮灭截面被发现是几倍小于黑球吸收模型的预测。预测了一族$\bar{p}H$近阈亚稳态。分析了这种近阈值S-矩阵奇异性的位置上的Proximity形成概率的依赖关系。得到了$H\bar{H}$湮没截面的估计。

反质子-氢原子相互作用中的电子发射研究：基于单中心基组生成法

Electron Emission in Antiproton-Hydrogen Interactions Studied with the One-Centre Basis Generator Method

利用单中心基组生成法研究反质子撞击氢原子在中等能量下的电子发射，通过单中心展开时间依赖的薛定谔方程，采用氢原子轨道的赝态基组，构建电子连续态的有效表示，计算离子化概率并提取能谱，得到平滑的电子发射截面。

经典轨线蒙特卡罗模型计算低碰撞能下氢原子的反质子电离

Classical trajectory Monte Carlo model calculations for the antiproton-induced ionization of atomic hydrogen at low impact energy

用经典的轨道蒙特卡罗（CTMC）方法计算了30 keV反质子碰撞氢原子电离的全微分截面（FDCS），研究了氢原子电离的三体动力学.计算结果与量子力学描述的预测进行了比较：半经典的含时紧耦合理论，全量子的，与时间无关的紧耦合理论，和连续扭曲波程函初态模型。在分析中，特别强调了核-核（NN）相互作用在电离过程中所起的作用。对于低能量的电子喷射CTMC预测一个大的NN相互作用的影响FDCS，与量子力学的描述。通过考察单个粒子的运动轨迹，发现电子与原子核之间的相对运动与原子核之间的相对运动耦合很弱，因而这两种运动可以独立地处理。提出了一个简单的程序，通过该程序，NN相互作用的影响可以包括在没有它的情况下进行的计算。

反质子与Rb原子的相互作用及H、Li、Na、K和Rb原子的反质子阻止本领的比较

Interaction of antiprotons with Rb atoms and a comparison of antiproton stopping powers of the atoms H, Li, Na, K, and Rb

利用含时通道耦合方法计算了碱金属Li、Na、K和Rb原子与反质子碰撞的电离和激发截面以及电子能谱和阻止本领。被认为是从0.25千电子伏至4000千电子伏的冲击能量范围。靶原子被视为有效的单电子系统使用模型势。计算结果与反质子与氢原子碰撞的截面进行了比较。

氢原子负离子中的磁屏蔽

Magnetic shielding in the atomic hydrogen anion

为支撑Penning阱中裸反质子与H⁻的比对实验，该研究用非相对论量子电动力学理论计算氢负离子磁屏蔽的各项修正，得到万亿分之九精度的屏蔽常数，为反质子-质子磁矩直接比对奠定基础。

虚拟时间波包动力学：II。外场中的氢原子

Fictitious time wave packet dynamics: II. Hydrogen atom in external fields

在前面的文章[T. Fabcic等人，在四维Kustaanheimo-Stiefel坐标系中，对正则化库仑问题引入了“限制高斯波包“，并在一个虚拟时间变量中解析地导出了它们的精确时间传播.本文建立了静态外场中氢原子的高斯波包方法。在含时变分原理的应用中，将有限高斯波包的叠加作为试函数。外场引入基态之间的耦合。数值传播的耦合波包的集合，和薛定谔方程的特征值的时间自相关函数的频率分析获得。波包在虚拟时间变量中传播的优点是，对于无场氢原子，计算是精确的，并且依赖于时间的变分原理的近似仅源于外场。给出了磁场中和电场与磁场交叉中的氢原子的例子。

快电子电离氢分子离子的波包演化方法

Wave packet evolution approach to ionization of hydrogen molecular ion by fast electrons

用直接方法计算了氢分子离子在快电子碰撞下电离的多重微分截面，该方法包括将初始的6D薛定谔方程简化为3D演化问题，然后建立波包动力学模型.这种方法避免了使用需要繁琐计算的弹出电子的连续谱的固定库仑双中心函数。所得到的结果，验证后的程序的情况下，原子氢，揭示有趣的机制的情况下，小的散射角。

反氢原子对原子反钟的光俘获

Optical trapping of anti-hydrogen towards an atomic anti-clock

欧洲核子研究中心的反物质工厂正在准备，超低能量反质子（ELENA）环的调试正在进行中，预计第一批反质子很快就会在减速器中循环。ELENA提供的前所未有的低能量反质子通量将为反物质的精确测试开辟一个新时代，包括激光和微波光谱学及其引力行为的测试。在这里，我们提出了一个方案，加载超冷反氢原子，将产生的GBAR实验在光晶格调谐在神奇的波长的1 S-2S过渡，以测量这个间隔在一个水平相当，甚至比它的物质计数器更好。这将提供在标准模型扩展框架中参数化的CPT对称性的最灵敏的测试。

虚拟时间波包动力学：I.量子库仑问题中的非色散波包

Fictitious time wave packet dynamics: I. Nondispersive wave packets in the quantum Coulomb problem

对无场氢原子的非色散波包进行了解析计算。众所周知，通过Kustaanheimo-Stiefel变换，库仑问题可以转化为受约束的四维谐振子问题。这种正则化利用了一个虚构的时间变量，但在该时间变量中的任意高斯波包通常违反了该约束。与约束一致的“限制高斯波包“的集合被构造并示出为在原始三维坐标空间中的状态的扩展提供了完整的基础。利用该展开式，氢原子的任意定域高斯波包都可以解析地传播，并且表现出作为虚拟时间的函数的非色散周期行为。构造了具有和不具有明确角动量量子数的受限波包。它们将在以后的论文[T。Fabči等人，提交]。

作为优化问题的时间演化：强激光场中基于含时高斯波包基的氢原子研究

Time evolution as an optimization problem: The hydrogen atom in strong laser fields in a basis of time-dependent Gaussian wave packets

本研究将Rothe方法应用于氢原子波函数，用含时复值高斯波包基，以少量高斯函数复现了强场下高次谐波的精确网格计算谱，为强场含时电子结构理论及无玻恩-奥本海默近似的分子模拟奠定基础。

操纵氢原子中电子非色散波包的形状：实际实验条件下的数值试验

Manipulating the shape of electronic non-dispersive wave-packets in the hydrogen atom: numerical tests in realistic experimental conditions

我们证明了线极化谐振微波场和平行静态电场的组合可以在里德伯原子中产生非色散电子波包。静态电场允许操纵的椭圆轨迹的形状的波包是propagatedon.Exact量子数值计算的现实实验参数表明，波包演变的线性轨道上可以很容易地在实验室中制备，无论是通过直接的光激发或通过制备一个原子在极端斯塔克状态，然后慢慢地打开微波场。后一种方案似乎对实验上的不完美性有很强的抵抗力。一旦线性轨道上的波包被激发，静态场就可以用来操纵轨道的形状。

Calculation of Energy Loss in Antiproton Collisions with Many-Electron Systems using Ehrenfest's Theorem

Energy loss in collisions of charged projectiles with many-electron systems can be dealt with in time-dependent density functional theory by invoking Ehrenfest's theorem for the time evolution of expectation values of observables. We derive an exact expression for the evaluation of energy loss for systems described in a target reference frame, which is a functional of the electron density. Using an approximation scheme we then apply the expression to antiproton-atom collisions at intermediate and high energies within the framework of the basis generator method. The calculations are performed w…

具有质量标度Born-Oppenheimer势的氢-反氢系统的变分计算

Variational calculations for the hydrogen-antihydrogen system with a mass-scaled Born-Oppenheimer potential

本文用变分法研究了${\rm H}$ - ${\rm \bar{H}}$系统中质子-反质子的运动问题。我们通过对玻恩-奥本海默势的质量标度引入了一个修正的核相互作用。这种改进的相互作用的处理，包括否则发散绝热修正的非发散部分，并显示正确的阈值行为。利用这个势，我们计算了角动量为0和1的振动能级和相应的核波函数，以及S波散射长度。我们得到了一个完整的所有束缚态连同大量的离散连续态，可能会利用变分四体计算。我们的计算结果给出了氢-反氢系统中共振态的指示。

反质子在H、H2和He靶中的阻止本领

Stopping power of antiprotons in H, H2, and He targets

在1 keV ~ 6.4 MeV的能量范围内，计算了反质子在氢原子和氢分子以及氦原子中的阻止本领。在H2和He的情况下，用以靶为中心的单活性电子模型描述靶。碰撞过程用紧耦合的碰撞参数法处理。本研究结果与理论和实验文献数据进行了广泛的比较，以评估部分不一致的理论和实验数据是最可靠的。此外，一阶停止数的修正的大小，转移到目标电子的平均能量，以及激发和电离过程的能量损失的弹丸的相对重要性被确定。最后，直接比较了H、H2和He靶的阻止本领，揭示了三种靶的具体相似性和差异。

高频短laser脉冲对氢原子的光电离：电子波包在大空间网格上的直接传播

Photoionization of hydrogen atom by coherent intense high-frequency short laser pulses: Direct propagation of electron wave packets on large spatial grids

通过传播单电子波包，数值精确求解了氢原子与相干强高频短脉冲相互作用的含时薛定谔方程。因此，在比脉冲持续时间长的时间内在空间和时间上跟随波函数。结果明确显示为3和10 fs的脉冲。特别注意识别在[ \emph{Ph.V. Demekhin and L.S. Cederbaum}，Phys.Rev.Lett.]中预测的脉冲的上升侧和下降侧期间在不同时间以相同动能发射的光电子的动态干扰的效果。\textbf{108}，253001（2012）]。为了能够在计算的电子谱中看到动态干涉图案，光电子波包必须传播很长的距离。显然，通常用于计算发射粒子光谱的复吸收势不能用于检测动态干扰。对于所考虑的3和10 fs持续时间的高频脉冲，这需要非常大的空间网格。目前计算的光电离和阈上电离光谱被发现表现出明显的动态干涉图案。在可用的情况下，图案是在非常好的协议与先前公布的结果已经计算使用完全不同的方法的光电离光谱，从而支持了先前作出的假设，即上述阈值电离过程是非常弱的脉冲强度和高载波频率。本文还数值研究了强激光脉冲中自由电子的时空运动。最后讨论了强脉冲电离原子的速度。

利用信息熵识别波包分数恢复

Identifying wave packet fractional revivals by means of information entropy

波包分数回复是原子、分子和非线性系统等许多物理系统在长时间尺度演化过程中的一个重要特征。我们表明，在位置和动量共轭空间的信息熵的总和是一个指标，通过分析三个不同的模型系统：$(i)$的无限方井，$(ii)$的粒子反弹垂直对墙壁在引力场，和$(iii)$碘化氢分子的振动动力学的分数复兴。这种信息熵的描述补充了通常的自相关函数。

拉盖尔-高斯电子波包在原子上的弹性散射

Elastic scattering of Laguerre-Gaussian electron packets on atoms

本研究在广义玻恩近似下分析sLG、eLG与BG三种非相对论涡旋电子波包在多类原子靶上的弹性散射，发现前两者的平均截面对轨道角动量敏感，提出可借此差异表征入射涡旋电子波包的特性。

波包在原子上散射的玻恩近似。I.波包在势场中散射的理论背景

Born approximation for scattering of wave packets on atoms. I. Theoretical background for scattering of a wave packet on a potential field

携带非零轨道角动量的激光光子是已知的，并且在过去二十年中被利用。最近，实验证明，这种（扭曲）电子可以产生，甚至可以聚焦到亚纳米尺度。因此，扭曲电子作为原子物理学的一个新工具而出现。扭转电子的态可以看作是平面波的一个特定的波包。本文研究非相对论快粒子波包在势场中的弹性散射。我们得到了一些简单方便的公式，在这样的散射事件。推导出的方程代表，事实上，推广的情况下，有限的大小和初始包的不均匀性时，著名的玻恩近似应考虑。为了说明所得到的结果，我们考虑两个简单的模型对应的高斯波包上的高斯势和氢原子的散射。扭转电子在原子上的散射将在下一篇论文中讨论。

激发态轻奇异原子的散射

Scattering of light exotic atoms in excited states

本文计算了处于激发态的μ子、π子、K子和反质子氢原子与氢原子散射的微分截面和总截面，用于原子级联计算。散射问题是在一个完全量子力学的框架，它需要的能量转移，并在强子原子的情况下，宽度的ns状态考虑。半经典近似的有效性是严格审查。

负氢离子在金属表面共振电荷转移中的平行约束证据

Evidence for parallel confinement in resonant charge transfer of negative hydrogen ion near metal surfaces

利用波包传播方法，我们发现H^-在Cu（111）表面附近的共振电荷转移过程受到瞬态杂化态的强烈影响。这些状态源自平行于表面的离子诱导的约束，以及金属电势沿表面法线的表面局部化特性。在典型的粒子表面散射实验中，这些状态的最低成员具有相互作用时间的顺序的寿命。电子概率密度的传播为这种效应提供了明确的证据，使这些瞬态的演化和衰减可视化。

ASACUSA中氢和反氢的超精细光谱

Hyperfine spectroscopy of hydrogen and antihydrogen in ASACUSA

欧洲核子研究中心反质子减速器的ASACUSA合作旨在精确测量反氢基态超精细结构，作为基本CPT对称性的测试。反氢原子束在CUSP阱中形成，经过拉比型光谱学，并在专用的反氢探测器中检测到下游。并行地进行使用偏振氢束的测量，以调试光谱装置并进行标准模型扩展（SME）的参数测量。本文综述了反氢谱学的现状，介绍了美国反氢谱学协会（ASACUSA）的进展。

玻恩近似下扭曲电子波包与原子的散射

Scattering of twisted electron wave-packets by atoms in the Born approximation

本文在Karlovets \textit{et al.}，Phys.Rev.A.的最新论文中发展的广义玻恩近似的框架下，研究了带有非零轨道角动量量子的电子的势散射。{ \textbf 92}，052703（2015）。我们把这些所谓的\textit{twisted}电子看作是空间定域的波包。在给定的相对于波包轴的碰撞参量下，导出了涡旋电子与单势碰撞中若干散射事件的简便表达式。更现实的情况也被认为是本地化（介观）的目标或无限宽（宏观）的随机分布的原子组成的。电子散射图案的大小和目标的相对位置上的依赖关系进行了详细研究的所有三种情况下的单-潜在的-，介观-和宏观目标由氢在地面$1s$状态。结果表明，出射电子的角分布可以是非常敏感的OAM和聚焦扭曲光束的运动学参数，以及目标的组成。因此，原子对涡旋电子的散射可以作为诊断这种光束的一个有价值的工具。

相干叠加电子波包与原子散射中探测Wigner函数负值的可能性

Possibility to probe negative values of a Wigner function in scattering of a coherent superposition of electronic wave packets by atoms

在散射的平面波近似下，入射波包的维格纳函数处处保持正值，这掩盖了非定域性和纠缠等纯量子现象。随着具有亚纳米尺寸光束的电子显微镜的出现，人们可以进入真正的量子状态，在这种状态下，后一种效应只会适度衰减。在这里，我们将展示如何探测两个高斯包的相干叠加散射的维格纳函数的负值与非零之间的影响参数（薛定谔猫态）的原子目标。对于处于基态$1s$的氢，问题的一个小参数，玻尔半径$a$与束宽$σ_{\perp}$之比$a/σ_{\perp}$不再为零。我们预测的散射电子，这是发现高达$10 \%$的方位角不对称性，并认为它可以可靠地检测到。产生非处处为正的维格纳函数光束并探测这种量子效应，可以为无创电子显微镜、量子层析成像、粒子物理学等开辟新的前景。

基于波包传播的X射线阈上电离计算

Wave-packet propagation based calculation of above-threshold ionization in the x-ray regime

本文研究了轻元素氢、碳、氮和氧在硬X射线波段的阈上多光子电离过程。数值的挑战进行了讨论，并通过比较Hartree-Fock-Slater计算的配置相互作用单打的结果，我们证明在这个政权的平均场势的方法。我们提出了上述元素的双光子阈上电离截面的理论预测。此外，我们研究了阈值以上电离的重要性如何随强度而变化。我们发现，对于碳，在X射线强度约$10^{23}{\rm Wcm}^{-2}$，双光子阈值以上电离的K-壳层电子是可能的L-壳层电子的单光子电离。

原子系统中的虚时波包动力学

Fictitious-time wave-packet dynamics in atomic systems

高斯波包（GWP）是描述非奇异光滑势系统中任意波函数随时间演化的理想基函数。在原子系统中，由于库仑势的奇异行为，它们的情况就不那么严重了。我们提出了一种含时变分方法，使使用GWP可能在这些系统中的量子态的传播的描述。我们这样做的库仑势的正则化，并通过引入一个虚构的时间坐标，其中的初始状态的演化可以精确地计算和分析纯库仑势。因此，在微扰原子系统中，变分近似只产生于偏离库仑势的那部分势。该方法适用于在外部磁场和电场中的氢原子。它可以适用于具有明确对称性的系统，因此可以广泛应用。

Quantum time dilation in atomic spectra

Quantum time dilation occurs when a clock moves in a superposition of relativistic momentum wave packets. We utilize the lifetime of an excited hydrogen-like atom as a clock to demonstrate how quantum time dilation manifests in a spontaneous emission process. The resulting emission rate differs when compared to the emission rate of an atom prepared in a mixture of momentum wave packets at order $v^2/c^2$. This effect is accompanied by a quantum correction to the Doppler shift due to the coherence between momentum wave packets. This quantum Doppler shift affects the spectral line shape at order…

波包时间尺度传播的多分辨率格式

Multi-resolution schemes for time scaled propagation of wave packets

本文详细分析了时间标度坐标法求解含时薛定谔方程的方法及其实现过程，该方程描述了原子或分子与辐射脉冲的相互作用。我们研究和讨论了多分辨格式处理尺度波包束缚部分原点附近压缩的性能。当波包表示的B-样条，我们考虑两种不同类型的断点序列：一个指数序列与恒定的密度和一个初始均匀的序列与密度的点周围的起源，随着时间的推移而增加。这两个多分辨率方案的情况下，一维高斯势和原子氢进行了测试。在后一种情况下，我们也使用Sturmian函数来描述的缩放波包，并讨论了一个多分辨率的计划，其中包括在一个sturmian的基础上工作，其特征在于由一组非线性参数。关于连续部分的缩放波包，我们明确地表明，对于大的时间，每个电离的波包的群速度为零，而其色散被抑制，从而解释了为什么，最终，缩放的波包相关的喷射电子变得静止。最后，我们表明，只有最低标度的束缚态可以从总的标度波包一旦与脉冲的相互作用已经停止。

利用激光控制中性氢分子激发态的振动波包

Laser control of an excited-state vibrational wave packet in neutral H$_2$

通过强近红外脉冲控制中性氢分子激发态振动波包的复兴，利用XUV吸收光谱观测量子动态。

用于研究和控制与羟基自由基的化学反应动力学的冷甲醛分子的产生

Production of cold formaldehyde molecules for study and control of chemical reaction dynamics with hydroxyl radicals

提出了一类低温化学反应的控制方法。具体而言，我们显示的氢提取通道中的甲醛（H $_{2}$ CO）和羟基自由基（OH）的反应可以通过控制分子状态或外部电场。我们还概述了调查和演示控制这个重要的反应的实验。为此，我们报告的H $_{2}$ CO分子的第一斯塔克减速。我们已经将H $_{2}$ CO的分子束减速到基本上静止，在100 mK的温度下产生冷分子包，包中有几百万个分子，密度为$\sim10^{6}$ cm $^{-3}$。

脉冲辐射场中原子和分子的有效时间传播时间标度

Time scaling with efficient time-propagation techniques for atoms and molecules in pulsed radiation fields

本文用从头算方法求解含时薛定谔方程，研究了电子与光子碰撞原子或分子的多重电离。它结合了已知的时间尺度坐标方法与一种新的高阶时间传播的预测校正方案的基础上。为了利用在一个最佳的方式的时间标度坐标方法的主要优点，即标度的波包保持限制，并顺利地朝着一个稳定的状态，其中模平方直接成比例的电子能谱在每个电离通道，我们表明，标度的束缚态应减去总标度的波包。此外，我们的详细调查表明，多分辨率技术，例如，小波是最合适的空间表示的缩放波包。该方法的情况下，说明了一个一维模型原子以及原子氢与强振荡场的相互作用。

两中心问题中相对论Bethe对数的计算

Calculation of the relativistic Bethe logarithm in the two-center problem

本文提出了一种计算库仑双中心问题基态电子态Bethe对数的α^2阶相对论修正的变分方法。这使得我们可以估算类分子三体系统（如氢分子离子H_2^+和HD^+，或反质子氦原子）中mα^7量级的辐射贡献。当我们得到非相对论贝特对数的10位有效数字时，相对论修正的计算要复杂得多，特别是对于小的键长R值。我们能够从R=0.2玻尔开始达到3-4位有效数字的水平，这将允许达到10^{-10}的跃迁频率的相对不确定度。

用精确方法、密度泛函方法和替代方法实时从头计算模拟电子非弹性散射

Real-time ab initio simulation of inelastic electron scattering using the exact, density functional, and alternative approaches

为了研究电子的非弹性散射，这是普遍存在于各个领域的研究，我们进行了从头算研究的实时动力学的一维电子波包散射的氢原子使用不同的方法：精确的解决方案，解决方案提供的含时密度泛函理论（TDDFT），和解决方案给出的替代方法。这一研究不仅揭示了非弹性散射过程，而且验证了TDDFT描述非弹性电子散射的能力。我们重新审视绝热局域密度近似（ALDA）在描述的激发的目标在散射过程中，随着自相互作用校正和自旋极化计算。我们的结果表明，ALDA严重低估了在低入射能量的制度，特别是自旋单态系统的能量转移。在展示了替代方法后，我们提出了一种混合从头算方法来处理动力学相关性TDDFT。这种混合方法将有助于系统的第一原理研究，其中一些电子之间的相关性是感兴趣的。