Relativistic theory of the above-threshold multiphoton ionization of hydrogen-like atoms in the ultrastrong laser fields
发展了类氢原子在超强辐射场中阈上电离的相对论理论,考虑了连续谱中光电子诱导的再散射。结果表明,在Keldysh-Faisal-Reiss近似范围内,即使在库仑场玻恩近似下,后者对多光子电离几率的贡献也是ATI几率的量级。
1999-11-16 quant-ph
Addendum to "The Dirac-Coulomb Sturmians and the series expansion of the Dirac-Coulomb Green function: application to the relativistic polarizability of the hydrogen-like atom" [J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 30 (1997) 825-61, (E) 30 (1997) 2747]
解析地证明了径向Dirac-Coulomb Sturmians所满足的封闭关系。狄拉克-库仑格林函数的Sturmian展开式被转化为只包含在非负指数上求和的级数的形式。主要论文发表在J. Phys. B:At。摩尔光学物理30(1997)825-61 [勘误:30(1997)2747],也可参见J. Phys. A:Math. Gen. 31(1998)4963- 90 [勘误:31(1998)7415-6]。
1999-02-19 math-ph math.CA math.MP
Effective quantum electrodynamics: One-dimensional model of the relativistic hydrogen-like atom
本文提出类氢相对论性原子的一维有效QED模型,利用delta势相互作用保留了三维理论的真空极化等核心物理特征,同时避免了重整化技术困难,并计算了真空极化密度与束缚态能量的Lamb型位移,为发展量子化学有效QED理论奠定基础。
2023-06-26 math-ph math.MP physics.chem-ph
Pre-Born-Oppenheimer energies, leading-order relativistic and QED corrections for electronically excited states of molecular hydrogen
对于氢分子的$B$和$B'\ ^1Σ_\text{u}^+$电子态所对应的旋振电子态,预Born-Oppenheimer(四粒子)非相对论能量收敛到十亿分之1-3的相对精度。四粒子非相对论能量附加了领先阶相对论、领先阶和估计的高阶量子电动力学修正。所得到的旋转振动基态的项值与实验结果非常吻合。进一步的结果进行了报告和讨论的其他rovibronic国家分配的$C\ ^1Π_\text{u}$和$EF,GK,$和$HH\ ^1Σ_\text{g}^+$电子状态。
2023-01-08 physics.chem-ph quant-ph
Simulation of the hydrogen ground state in Stochastic Electrodynamics-2: Inclusion of relativistic corrections
在最近的一篇论文[arXiv:1502.06856]中,作者在非相对论近似下数值研究了随机电动力学(SED)中的氢基态。在量子理论中,对基态能量的主要非相对论修正主导了与光子云相关的兰姆位移,这应该会导致SED的类量子行为。目前的工作考虑到这些修正的数值模拟。结果发现,它们几乎没有影响;没有它们发生的自电离仍然存在。据推测,电子的点电荷近似是失败的原因。
2016-11-10 quant-ph
Exact supersymmetry in the relativistic hydrogen atom in general dimensions -- supercharge and the generalized Johnson-Lippmann operator
在1/r势中运动的一般维狄拉克粒子具有精确的N = 2超对称性,其中两个超荷算符是根据(D维推广)约翰逊-李普曼算符获得的,这是龙格-伦茨-泡利矢量的扩展,相对论地包含自旋自由度。因此,决定能级简并的量子开普勒问题中的额外对称性(S(2))是如此稳健,以至于可以适应任意维度的相对论情况。
2004-10-22 quant-ph
The hydrogen atom as relativistic bound system
在复质量方案下,研究了相对论束缚态的一个质子和一个电子的氢原子。原子中质子和电子的相互作用用洛伦兹标量库仑势描述,质子结构被考虑在内。提出了位置相关粒子质量的概念。导出了两个相互作用的无自旋粒子的相对论波动方程,并用渐近方法求解。得到了驻波形式的系统方程的渐近解和$H$原子的本征质量。得到了$H$原子的复本征质量。计算了$H$原子的自旋重心能级,并与一些已知的相对论波动方程的解、Shrödinger、Klein-Gordon和NIST的列表数据进行了比较.
2019-03-18 quant-ph
An algebraic SU(1,1) solution for the relativistic hydrogen atom
利用$SU(1, 1)$李代数的径向部分,得到了Dirac氢原子的束缚本征函数和谱.为了定义代数,我们需要在描述中添加一个额外的角度变量,它基本上扮演相位的角色。用代数上的算符定义相对论性氢原子径向本征函数的梯形算符,并计算其能谱。研究了Johnson-Lippman算子在该代数中的地位。
2005-04-02 quant-ph
Relativistic nuclear recoil corrections to the energy levels of hydrogen-like and high $Z$ lithium like atoms in all orders in $αZ$
计算了$αZ$中类氢原子和高$Z$类锂原子低激发态能级的相对论核反冲修正。用B样条方法对狄拉克方程进行了计算。对于低$Z$,计算结果与$αZ$展开结果吻合良好。发现除了Salpeter的贡献外,核反冲对氢原子兰姆位移的贡献为$n=2$.对类锂铀中$(1s)^{2}2p_{\frac{1}{2}}-(1s)^{2}2s$跃迁能量的总核反冲修正构成了$-0.07\,eV$,并且主要由QED贡献组成。
1995-06-14 quant-ph
Two-dimensional relativistic hydrogenic atoms: A complete set of constants of motion
给出了二维库仑势Dirac方程的完全可换算符集和精确解析解。在算符$j_{z}$的本征值$μ$之外,引入两个量子数$η$和$κ$分别作为厄米算符$P=βσ_{z}'$和$K=β(σ_{z}'l_{z}+1/2)$的本征值.提出了不考虑非相对论性极限,根据运动常数全集对状态进行分类的方法。线性Paschen-Back效应分析使用精确的无场波函数作为零级近似。
2008-09-11 quant-ph
Approximate Born-Infeld Effects on the Relativistic Hydrogen Spectrum
氢原子的Born-Infeld形式有一个光谱,可以用来确定理论的物理可行性,并在其中发现的单个参数上设置一个实验相关的界限。我们使用相对论狄拉克方程和一种近似电子自场修正的Born-Infeld势来计算这个光谱。一起使用这些,我们可以确定,如果玻恩-因菲尔德非线性电动力学是物理相关的,它必须包含一个基本常数,该常数远低于玻恩提出的原始值。这项工作扩展了Carley和Kiessling(2006)[1]的原始薛定谔光谱,用于自场校正,并表明使用狄拉克方程引入了微小的校正-但也提供了一个基本常数的范围,该范围低于非相对论考虑的范围。
2011-02-11 quant-ph
Equal Radiation Frequencies from Different Transitions in the Non-Relativistic Quantum Mechanical Hydrogen Atom
在氢原子的非相对论量子力学模型中,两个不同的跃迁有可能给出相同的频率吗?也就是说,氢原子的不同能级跃迁能有相同的光子辐射频率吗?这个问题是在一个博士学位期间提出的。1997年在科罗拉多大学博尔德分校参加口试,在物理学研究生中很有名。我们给出了这个问题的一般解,其中所有的等距跃迁对都可以从丢番图方程的解的集合中得到。这个有趣的谜题是数论如何与量子系统相关的一个简单而具体的例子,这是一个出现在理论物理学中的奇怪主题,但通常是普通观众无法理解的。
2022-07-31 physics.atom-ph quant-ph
Second-order Stark effect and polarizability of a relativistic two-dimensional hydrogen-like atom in the ground state
在瑞利-薛定谔微扰理论的框架下,利用广义Dirac-库仑格林函数的Sturmian级数展开,分析了平面Dirac单电子原子在基态的二阶Stark效应.得到了该系统静态偶极极化率的解析表达式,该表达式包含一个单位辐角的广义超几何函数${}_{3}F_{2}$。以表格形式给出了原子序数为$1\leqslant Z\leqslant68$的相对论平面类氢原子的极化率的数值。本文从非相对论极限下的结果出发,得到了一个计算非相对论二维类氢原子极化率的简单公式。
2018-07-24 physics.atom-ph quant-ph
Relativistic hydrogen in classical electrodynamics with classical zero-point radiation
Department of Physics, City College of the City University of New York(纽约市立大学城市学院物理系)
本文研究了经典电动力学中包含经典电磁零点辐射对氢原子基态和共振激发态的影响,提出与玻尔-索末菲理论相似的整数作用变量。
2026-03-13 physics.class-ph quant-ph
A non-relativistic Dirac equation: An application to photo ionization of highly charged hydrogen-like ions
该研究通过求解 Schrödinger 与 Dirac 方程的半相对论形式,分析强激光场中高电荷类氢离子光电离概率的残余相对论修正来源。
2024-09-11 physics.atom-ph quant-ph
Classical Phase Space Density for the Relativistic Hydrogen Atom
量子力学被认为是从一个潜在的经典结构(“隐变量理论”,"亚量子力学“)产生的,其中量子涨落来自物理噪声机制。然后,氢基态的稳定性可以由洛伦兹阻尼和来自噪声的能量吸收之间的平衡产生。由于阻尼很弱,所以基态相空间密度应该主要是守恒量、能量和角动量的函数。为无自旋粒子的相对论氢问题的基态构造了这种相空间密度的候选。第一激发态及其球谐函数也被考虑在这个框架。只要用平均值的乘积代替某些乘积的平均值,就可以得到基态能量的解析表达式。这种分析提出,量子力学可能产生于一个潜在的经典水平,作为一个慢变量理论,其中每个新的量子算符与一个新的,分离良好的时间间隔。
2005-11-15 quant-ph
Relativistic polarization analysis of Rayleigh scattering by atomic hydrogen
基于狄拉克方程和二阶微扰理论,对氢原子弹性散射光的偏振特性进行了相对论分析。计算所用的相对论原子态是用有限基组方法得到的,并用$B$样条函数和$B$多项式表示。我们介绍了两个实验方案,其中光是圆偏振和线偏振,分别。对于这些情况下,偏振相关的角分布和散射光的圆偏振和线偏振度的散射角和光子能量的函数进行了研究。解析表达式推导出的极化相关的角分布,可用于散射的氢以及多电子系统。详细计算了入射光子能量在0.5 ~ 10 keV范围内氢原子的瑞利散射。特别注意的是,所产生的影响,从更高的(非偶极)条款中的电子-光子相互作用的扩展。
2012-08-15 physics.atom-ph quant-ph
Relativistic Ritz approach to hydrogen-like atoms I: theoretical considerations
在量子力学出现之前,里德伯公式和里兹量子亏损理论一直是原子物理学中使用的标准理论工具,但这种方法仍然受到其非相对论基础的限制。在这里,我提出了一个长距离的相对论有效理论描述氢类系统的任意质量比,从而扩展了典型的里兹的方法。将相对论理论与束缚态QED预测的氢能级进行拟合表明,它优于正则的非相对论方法。解析分析揭示了非线性的一致性关系内的束缚态QED水平的预测,涉及高阶修正的那些在较低的顺序,提供路标为未来的微扰计算以及深入了解的渐近行为的Bethe矩阵。该方法的应用包括拟合原子光谱数据,允许从大的光谱数据集的精细结构常数的测定,也检查独立于束缚态QED的数据的内部一致性。
2022-09-28 hep-ph physics.atom-ph quant-ph
Relativistic electron-impact ionization of hydrogen atom from its metastable 2S-state in the symmetric/asymmetric coplanar geometries
在第一玻恩近似下,对对称和非对称共面几何结构,解析计算了亚稳态氢原子在低能和高能下电子碰撞电离的三重微分截面.该过程的调查,通过使用相对论的狄拉克形式主义,它也表明,非相对论性的限制时,使用低入射动能准确地再现。在高能量下,相对论和自旋效应显著影响三重微分截面。我们的分析方法似乎很精确,并与非相对论范围内非对称共面几何的一些其他结果进行了比较。对于这个特定的过程,在没有任何实验数据和高能理论模型的情况下,我们无法验证我们的模型。我们希望本研究将为未来的实验提供重要的贡献。
2020-11-19 physics.atom-ph quant-ph
A model with two quantum particles similar to the hydrogen atom
具有库仑相互作用的氢原子是一种精确可解的非相对论量子模型。与许多其他精确可解模型不同,它描述了一个真实的物理对象,提供了一个真实氢原子的能级和定态波函数的公式。本文修正了用质子和电子的相互作用代替库仑相互作用的模型,经典电磁场作为传递这两个带电量子粒子的电磁相互作用的媒介。
2013-08-01 math-ph math.MP quant-ph
Precise computation of rovibronic resonances of molecular hydrogen: $EF\ ^1Σ_\mathrm{g}^+$ inner-well rotational states
氢分子的$EF\ ^1Σ_\mathrm{g}^+$电子流形的选定状态被计算为四体问题的共振。通过能量跟踪优化过程实现了变分处理的基础表示的系统改进。由此产生的非相对论能量收敛在几个纳米哈特里,而predissociative宽度被认为是可以忽略不计的,在这个水平的准确性。四粒子非相对论能量附加相对论和量子电动力学修正,缩小了实验观测和早期理论工作之间的差距。
2019-08-21 physics.chem-ph quant-ph
Relativistic two-dimensional hydrogen-like atom in a weak magnetic field
研究了一个二维类氢原子和一个相对论性狄拉克电子在垂直于原子平面的均匀弱磁场中的运动。封闭形式的一阶和二阶塞曼修正能级解析计算,瑞利-薛定谔微扰理论的框架内,为任意的电子束缚态。利用本文导出的二维广义径向Dirac-Coulomb Green函数的Sturmian展开式进行了二阶计算。研究发现,与三维原子的情况相反[P. Stefańska,Phys. Rev. A 92(2015)032504],在两个空间维度上,原子的磁化率(磁化率)可以用核电荷和电子的基本代数函数来表示。量子数。这里考虑的问题与弱磁场中石墨烯的库仑杂质问题有关。
2019-01-26 physics.atom-ph quant-ph
Excitation of heavy hydrogen-like ions by light atoms in relativistic collisions with large momentum transfers
我们提出了一个理论,在碰撞中的动量转移到原子是非常大的原子尺度上的轻靶原子激发重类氢射离子。结果表明,在这个过程中,电子和原子核的行为作为(准)自由粒子相对于彼此和它们的运动是由离子核的场。这个场对原子粒子的影响对于原子的电子引起的离子激发的贡献是至关重要的。然而,由于核质量相对非常大,在计算原子核对激发的贡献时可以忽略该场。
2012-03-16 physics.atom-ph quant-ph
A projection operator technique for solution of relativistic wave equation on non-compact group: the case of a charged vector-boson
提出了一种求解非紧群上相对论波动方程的投影算子技巧。将这种方法应用于势场中带电矢量玻色子的波动方程的构造。该方程近似描述了类氢原子,并允许估计相对论修正,如精细结构的氢原子线与高精度。
2003-01-31 quant-ph
Hydrogen and hydrogen-like-ion bound states and hyperfine splittings: finite nuclear size effects}
该研究基于 Dirac 方程,采用三种核内电荷与磁矩分布模型,系统计算轻重类氢离子中有限核尺寸对结合能和超精细分裂的修正,并与约化质量、QED 修正及氢 1s–2s 实验比较。
2023-06-05 physics.atom-ph quant-ph
Algebra of the spinor invariants and the relativistic hydrogen atom
本文提出利用Dirac方程的三个旋量不变量代数求解带库仑势的Dirac方程,无需超对称量子力学方法,揭示了SO(3)⊗SU(2)对称性,并计算出相对论性氢原子的本征态与能量。
2022-11-03 cond-mat.other quant-ph
The Hydrogen Atom and the Equivalent Form of Levy-Leblond Equation
本文讨论了Levy-Leblond方程[1,2]在二维幂零矩阵情形下的等价形式。我们证明了该方程可以在(2+1)维Dirac方程的非相对论极限下得到。此外,我们分析了四维矩阵的情况,提出了(3+1)维方程的哈密顿量,并求解了库仑势。结果表明,计算得到的氢原子的量子化能级与非相对论量子力学的结果是一致的。
2017-03-26 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
$SO(4)$ Symmetry in Hydrogen Atom with Spin
本研究将量子Runge-Lenz矢量推广为自旋依赖形式,基于$SO(4)$对称性推导含自旋氢原子的新哈密顿量并确定其能谱,拓展了氢原子研究基础,可为相关复杂模型提供参考。
2024-04-17 quant-ph
Klein-Gordon and square-root operator equations for two-spinors and scalars: perturbation calculations for hydrogen-like systems
在以2-旋量为波函数的电磁场中,存在自旋为1/2的粒子的类Klein-Gordon方程,它是相应的Dirac方程的直接结果。因此,它再现了与狄拉克方程相同的氢原子中电子的结合能。还有一个平方根方程的2旋量,它可以给相同的结合能的精细结构常数的四阶,包括在内,这将显示通过比较的非相对论性限制加上第一相对论性修正的两个方程的2旋量的框架内的微扰分析。一个平行也将绘制到自旋0的情况。
2006-02-03 quant-ph
Study of the Klein--Gordon equation for a hydrogenic model of dyons
本文利用Klein-Gordon方程,将零自旋氢原子推广到相对论性的氢原子双子模型。本文给出了相对运动粒子的Klein-Gordon方程的推导过程。此外,还用Whittaker函数和Jacobi加权多项式计算了方程的解析解。给出了轨道双子的能量离散谱和电荷密度。对于一个系统的正磁荷和电荷的核和负电荷的轨道粒子,并考虑到第一允许值的$N$和$l$,它被发现,双子原子的行为与更大的相互作用力之间的电荷的核和次级粒子与标准原子相比。它是通过比较核子之间的距离和电荷密度浓度从双子原子和相对论性的介子原子。
2022-10-28 quant-ph
Is the electron stationary in the ground state of the Dirac hydrogen atom in Bohm's Theory?
我们表明,在相对论性玻姆模型中的Dirac-like粒子,电子在基态的氢原子是移动的,不像预测的情况下的薛定谔粒子,其中电子是固定的。这就解释了在μ介子的基态中,根据经验观察到的μ介子衰变时间的膨胀。
2014-12-18 quant-ph
QED Corrections to the Electromagnetic Abraham Force. Casimir Momentum of the Hydrogen atom?
我们发展了一种QED方法来研究量子真空对电磁亚伯拉罕力的贡献。半经典理论预言了量子真空的发散贡献。我们发现,发散消失的Kramers-Bethe质量重整化。有限余项与亚伯拉罕力的相对论修正进行了比较。这项工作将以前的一篇专门讨论谐振子的论文[1]推广到氢原子,并纠正了两个细微的错误。
2012-02-23 quant-ph
Input of the Coulomb law modification to the Lamb shift of the hydrogen atom
本文基于库仑势Dirac方程精确解的新方法,计算了导致库仑定律修正的辐射修正,进而获得了氢原子能谱并计算了最低能态的Lamb移位。
2024-06-05 physics.atom-ph quant-ph
The hydrogen atom: consideration of the electron self-field
本文证明了在相对论量子力学中氢的正则问题中需要考虑电子的本征电磁场。从数学观点看,这一目标等价于确定Dirac方程组和麦克斯韦方程组(具有外库仑势)的自洽系统的处处正则解的谱.我们证明,只有特定的类的解决方案,“非线性”类似物的s-和p-状态,可以通过分解的一系列的解决方案,相对于精细结构常数参数$α$。在$α\rightarrow 0$的零近似下,薛定谔-泊松方程的自洽非相对论系统发生了还原。对于后者,我们用数值方法和变分方法得到了相应于基态和激发态的解。光谱的结合能与显着的精度再现的“Bohrian”依赖$W_n = W/ n^2$。因此,电离能$W$被证明是普适的,但比它的观测值小大约两倍。考虑了重正化过程的可能性和对$α^2$级结合能的相对论修正的考虑问题
2021-01-05 hep-th nlin.PS quant-ph
Relativity and Radiation Balance for the Classical Hydrogen Atom in Classical Electromagnetic Zero-Point Radiation
本文回顾了经典电磁零点辐射中对经典氢原子的理解,强调了狭义相对论的重要性。在早期的计算尝试中(包括数值计算和解析计算),缺少的关键要素是对完整的相对论分析使用有效的近似。指出Landau和Lifshitz给出的非相对论性时间Fourier展开系数作为库仑势中带电粒子的电磁描述是错误的,由于这个错误,Marshall和Claverie关于辐射平衡失效的结论是无效的。相反,使用马歇尔和Claverie的计算,但限于最低的非零阶的轨道偏心率(其中的非相对论轨道是一个有效的近似完全相对论电磁轨道)辐射平衡的经典电磁零点辐射的显示,以保持在基频和相关的第一泛音。
2021-03-14 physics.class-ph physics.hist-ph quant-ph
Two-dimensional hydrogen-like atom in a weak magnetic field
本文研究了处于垂直于原子平面的均匀弱磁场中的非相对论二维类氢原子。在瑞利-薛定谔微扰理论的框架内,利用广义径向库仑格林函数的Sturmian展开,我们导出了任意平面类氢束缚态能级的修正的显式解析表达式,直到扰动磁场强度的四阶。在基态的情况下,我们纠正了文献中的能量的四阶修正的表达式。
2018-06-09 physics.atom-ph quant-ph
Stark effect of hydrogenic ions as a test of the indefinite-metric formalism of the eight-component relativistic wave equation for spin-$\frac{1}{2}$ particles
Center for Theoretical Physics, Faculty of Science, Parahyangan Catholic University(帕拉希扬天主教大学理学院理论物理中心)
该论文通过计算氢离子 Stark 位移验证了八分量相对论波动方程的不定度规形式体系,证明其与 Dirac 结果一致,并揭示了自旋-场耦合和负范数态的必要性。
2026-10-02 physics.atom-ph quant-ph