Absolute cross sections are measured for charge-exchange, ionization, and excitation within the same experimental setup for the Li$^{+}-$Ar, K$^{+}-$ Ar, and Na$^{+}-$ He collisions in the ion energy range $0.5-10$ keV. Results of our measurements along with existing experimental data and the schematic correlation diagrams are used to analyze and determine the mechanisms for these processes. The experimental results show that the charge-exchange processes are realized with high probabilities and electrons are predominately captured in ground states. The cross section ratio for charge exchange, ionization and excitation processes roughly attains the value $10:2:1$, respectively. The contributions of various partial inelastic channels to the total ionization cross sections are estimated and a primary mechanism for the process is defined. The energy-loss spectrum, in addition, is applied to estimate the relative contribution of different inelastic channels and to determine the mechanisms for the ionization and for some excitation processes of Ar resonance lines for the K$^{+}-$Ar collision system. The excitation function for the helium, as well as for the sodium doublet lines for the Na$^{+}-$He collision system, reveals some unexpected features and a mechanism to explain this observation is suggested.
Role of two-electron processes in the excitation-ionization of lithium atoms by fast ion impact
我们研究了1.5 MeV/amu O $^{8+}$ -Li碰撞系统中的激发和电离,该系统是最近反应显微镜型实验的主题[Fischer \textit{et al.},Phys. Rev. Lett. \textbf{109},113202(2012)]。本文从一个基于行列式波函数的独立电子模型出发,采用单电子基生成元方法和连续畸变波程函初态计算,证明了锂$K$壳层电子的单电离过程太弱,不能解释所测得的单微分截面。相反,我们的分析表明,双电子激发电离过程的发生,必须考虑到与数据进行比较时。只有当我们用一个独立事件模型代替独立电子计算的激发电离过程之一,并考虑到一个shake-off过程,才能得到良好的一致性。
Interplay between relativistic energy corrections and resonant excitations in x-ray multiphoton ionization dynamics of Xe atoms
本文从理论上研究了重原子的X射线多光子电离动力学。当原子暴露于由X射线自由电子激光(XFEL)产生的强X射线脉冲时,它通过一系列单光子电离和伴随的弛豫过程电离成高电荷离子,并且其最终电荷状态受到可以通过单光子电离电离的最后离子状态的限制。如果X射线多光子电离涉及重原子中的深内壳层电子,则相对论效应引起的能量移动在电离动力学中起重要作用,如[Phys.\修订版本\ Lett. \textbf{110},173005(2013)]。另一方面,如果X射线束具有宽的能量带宽,则高强度X射线脉冲可以驱动宽范围的离子状态的共振光激发,并且甚至超过直接单光子电离极限,如在[Nature\ Photon.]中首次提出的。\textbf{6},858(2012)]。为了研究相对论和共振效应,我们扩展了\textsc{xatom}工具包,将相对论能量校正和共振激发在X射线多光子电离动力学计算。计算了光子能量分别为1.5keV和5.5keV的强流XFEL脉冲与双原子相互作用系统的电荷态分布。对于这两种光子能量,我们证明了共振激发的电离动力学的作用是改变由于轨道能级的相对论效应的显着移位。因此,要准确模拟高X射线强度下的多光子多重电离动力学,必须考虑这两种效应。
Comment on "Electron impact excitation and ionization cross section of tungsten ions, W$^{44+}$" by El-Maaref et al. [J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 2019, 224:147]
在最近的一篇论文中,El-Maaref等人[J. Quant.光谱Radiat. Transfer 2019,224:147]已经报道了类Zn W-XLV的原子数据。他们的结果主要是能级,辐射率,碰撞强度($Ω$)的电子碰撞激发,和电离的截面,但只有几个级别/过渡,在一个非常有限的能量范围。对于$Ω$的计算,他们采用了DARC代码。在这篇评论中,通过我们独立的计算,我们证明了他们的结果为$Ω$被高度低估了两个数量级以上,因此是完全不可靠的。
The use of coherent states in the excitation and ionization of atoms by a short symmetric pulse
Instituto Astronomía y Física del Espacio(太空物理与天文学研究所);Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas(国家科学研究委员会);Universidad de Buenos Aires(布宜诺斯艾利斯大学)
Multiple Photodetachment of Oxygen Anions via K-Shell Excitation and Ionization: Direct Double-Detachment Processes and Subsequent Deexcitation Cascades
在同步辐射光源下,利用光子-离子合并束技术,在525-1500 eV的光子能量范围内,测量了氧负离子通过K壳层激发和电离的m重光剥离(m=2-5)的实验截面。测得的截面显示出明显的直接双分离特征,包括双K孔形成。双脱附截面的形状与光子能量的函数关系符合Pattard [J. Phys. B 35,L207(2002)]的经验标度律。我们还遵循了复杂的退激级联,演变随后的初始双脱离事件系统的大规模级联计算。所得的理论产物电荷态分布与实验结果符合得很好。
Static-field ionization model of He-like ions for diagnostics of light field intensity
研究了核电荷数在$2\le Z \le 36$范围内的类氦离子的静场电离。隧穿和过势垒制度被认为是。我们用三种近似方法计算了电离率:基于Perelemov-Popov-Terent'ev(PPT)公式的拟合公式、$1/Z$幂的微扰展开和单激活电子近似,并与多组态含时Hartree-Fock(MCTDHF)方法计算的参考电离率进行了比较.由PPT拟合公式和三阶微扰理论计算的速率与由MCTDHF方法计算的速率的相对偏差约为10%.我们定量讨论了交换相互作用的贡献,在电离过程中,通过比较单活性电子速率和参考率,其中包括多电子效应。我们发现,一个单一的活性电子近似,其中交换相互作用被忽略,结果在高估的电离率为30%的He和2%的类He的氪,表明交换相互作用的影响的规模约为$1/Z$。
Mechanism of delayed double ionization in a strong laser field
当强激光脉冲释放关联电子时,电离之间的时间延迟可能持续一个以上的激光周期。我们表明,这种“Recollision-Excitation with Secondary Ionization”途径起源于内部电子被提升到粘性区域的一个recollision,它被困在电离前很长一段时间。我们确定的机制,调节这个区域,并预测振荡的双电离产率与激光强度。
Precision measurement of the ionization energy of a single trapped $^{40}$Ca$^+$ ion by Rydberg series excitation
利用囚禁离子的里德伯态进行量子信息处理时,一套完整的光谱数据是必不可少的。我们对单囚禁$^{40}$ Ca $^+$离子的$nS_{1/2}$态和$38 \leq n \leq 65$态以及$nD_{5/2}$态和$37\leq n \leq 50$态进行了里德堡系列光谱研究。通过对共振频率的非线性回归,我们确定了电离能为2 870 575.582(15)GHz,与可接受的值相比,测量精度高出60倍,与之矛盾的是7.5个标准偏差。我们确认$δ_{S_{1/2}}=1.802995(5)$和$δ_{D_{5/2}}=0.626888(9)$的量子亏损值分别为$nS_{1/2}$和$nD_{5/2}$状态,这使得明确的解决里德堡能级的钙$^+$离子。
Phase-Dependence of Resonant and Antiresonant Two-Photon Excitations
本文测量了氦原子共振和反共振双色电离过程中双光子矩阵元的相位。一种可调谐的窄带宽近红外激光源用于极紫外高次谐波产生。激光器的第15次谐波用于(1+ 1 ')XUV+NIR双光子电离,并与1s $n$ p $^1$ P $_1$($n=3,4,5$)Rydberg系列的成员进行共振调谐,覆盖宽光谱范围,具有高光谱分辨率。该技术允许观察特征的快速变化的相位的双光子矩阵元素周围的共振,以前未观察到的,在共振之间的反共振。对(1+ 2 ')XUV+NIR三光子电离也观察到类似的效应。实验结果进行了比较,微扰模型和数值解的时间相关的薛定谔方程(TDSE)在单活性电子(SAE)近似,阐明了所观察到的现象的起源和依赖性。