СПЕКТРОСКОПІЯ ТА ДИНАМІКА ВАЖКИХ ЕКЗОТИЧНИХ ПІОННИХ АТОМНИХ СИСТЕМ: УДОСКОНАЛЕНА РЕЛЯТИВІСТСЬКА ТЕОРІЯ
DOI:
https://doi.org/10.18524/0235-2435.2021.30.262866Ключові слова:
релятивістська теорія, піонні атомні системи, спектроскопія та фотодинамікаАнотація
Резюме
Розроблено удосконалений релятивістський підхід до вивчення фундаментальних параметрів спектроскопії та фотодинаміки екзотичних (піонних) атомних систем на основі рівняння Клейна-Гордона-Фока та релятивістської теорії багаточастинкової збурень багатьох з урахуванням фундаментальних електромагнітних і сильних піон-ядерних взаємодій. Ефекти сильної піон-ядерної взаємодії враховуються за допомогою узагальненої моделі сильного піон-ядерного оптичного потенціалу з ефективним потенціалом Еріксона-Еріксона. Ядерний ефект скінченного розміру враховується в рамках моделі Фермі. З метою урахування впливу ядерної квадрупольної деформації на піонні динамічні процеси, використано модель Токі та ін. Радіаційні поправки ефективно враховуються в рамках узагальненого наближення Улінга-Сербера для обробки частини поляризації вакууму Лемба. Наведені прецизійні дані для енергетичних і спектральних параметрів для піонних атомів 173Yb, 175Lu, 197Au, 208Pb, 238U з урахуванням радіаційних, ядерних (скінченний розмір ядра) поправок та ефектів сильної піон-ядерної взаємодії.
Посилання
O.Y. Khetselius, V.B. Ternovsky, I.N. Serga, A.A. Svinarenko, Relativistic Quantum Chemistry and Spectroscopy of Some Kaonic Atoms: Hyperfine and Strong-Interaction Effects In: Glushkov A.V., Khetselius O.Y., Maruani J., Brändas E. (Eds) Advances in Methods and Applications of Quantum Systems in Chemistry, Physics, and Biology, Ser.: Progress in Theoretical Chemistry and Physics, Cham: Springer. 2021, 33, 91-110.
Dubrovskaya Yu.V., Khetselius O.Yu., Vitavetskaya L.A., Ternovsky V.B., Serga I.N., Quantum Chemistry and Spectroscopy of Pionic Atomic Systems With Accounting for Relativistic, Radiative, and Strong Interaction Effects. Advances in Quantum Chemistry (Elsevier). 2019, 78, 193-222;
Khetselius, O.Yu., Glushkov, A.V., Dubrovskaya, Yu.V., Chernyakova, Yu.G., Ignatenko, A.V., Serga, I.N., Vitavetskaya, L. Relativistic quantum chemistry and spectroscopy of exotic atomic systems with accounting for strong interaction effects. In: Wang YA, Thachuk M, Krems R, Maruani J (eds) Concepts, Methods and Applications of Quantum Systems in Chemistry and Phys. Springer, Cham, 2018, 31,71-91.
Ericson, T.; Weise, W. Pions and Nuclei; Oxford: Clarendon; 1988.
Iwasaki, M.; Trudel, A.; Celler, A.; Häusser, O.; Hayano, R. S.; Helmer, R.; Henderson, R.; Hirenzaki, S.; Jackson, K. P.; Kuno, Y.; Matsuoka, N.; Mildenberger, J.; Miller, C.A.; Outa, H.; Sakai, H.; Toki, H.; Vetterli, M.; Watanabe, Y.; Yamazaki, T.; Yen, S. Search for deeply bound pionic states in 208Pb (n, p) reaction at Tn=418 MeV Phys. Rev. C 1991, 43, 1099.
Yamazaki, T.; Hayano, R. S.; Itahashi, K.; Oyama, K.; Gillitzer, A.; Gilg, H.; Knülle, M.; Munch, M.; Kienle, P.; Schott, W.; Geissel, H.; Iwasa, N.; Münzenberg, G. Discovery of deeply bound π - states in the 208Pb(d,3He) reaction. Z. Phys. A 1996, 355, 219-221.
Backenstoss, G. Pionic atoms. Ann. Rev. Nucl. Sci. 1970, 20, 467.
Menshikov, L.I.; Evseev, M.K. Phys. Uspekhi. 2001, 171, 149–185.
Olaniyi, B.; Shor, A.; Cheng, S.; Dugan, G.; Wu, C.S. Electric quadrupole moments and strong interaction effects in piomic atoms of 165Ho, 175Lu, 176Lu,179Hf, 181Ta. Nucl. Phys. A. 1982, 403, 572.
Erikcson, M.; Ericson, T.; Krell, M. Peculiarities of the pion-nuclear interaction. Phys. Rev. Lett. 1969, 22, 1189.
Seki, R.; Masutani K.; Jazaki, K. Unified analysis of pionic atoms and low-energy pion-nuclear scattering.- Hybrid analysis. Phys. Rev. C. 1983, 27, 1817.
Nose-Togawa, N.; Hirenzaki, S.; Kume, K. Pion-nucleus potential parameters and quadrupole effect in deeply bound pionic atom. Nucl. Phys. A. 1999, 646, 467-478.
Hatsuda T.; Kunihiro, T. Observed hadron properties for the study of QCD vacuum structure. Phys. Rept. 1994, 247, 221.
Taal, A.; David, P.; Hanscheid, H.; Koch, J.H.; de Laat, C.T. et al. Deeply bound 1s and 2p states in pionic atoms. Nucl. Phys. A. 1990, 511, 573-591.
de Laat, C.T.A.M.; Taal, A.; Konijn, J., David, P.; Hänscheid, H.; Risse, F.; Rösel, Ch.; Schrieder, W.; Petitjean, C. A study of the strong interaction effects on pionic 3d and 4f levels in 181Ta, natRe, natPt, 197Au, 208Pb, 209Bi and 237Np. Nucl. Phys. A. 1991, 523, 453–458.
Ivanov, L.N.; Ivanova, E.P.; Aglitsky, E.V. Modern trends in the spectroscopy of multicharged ions. Phys. Rep. 1988, 164, 315–317.
Glushkov, A.V.; Ivanov, L.N. Radiation decay of atomic states: atomic residue polarization and gauge noninvariant contributions. Phys. Lett. A 1992, 170, 33–36.
Ivanova, E.P. ; Glushkov, A.V. Theoretical investigation of spectra of multicharged ions of F-like and Ne-like isoelectronic sequences. J. Quant. Spectr. Rad. Transfer. 1986, 36, 127–145.
Toki, H.; Hirenzaki, S.; Yamazaki T.; Hayano, R. S. Structure and formation of deeply-bound pionic atoms. Nucl. Phys. A 1989, 501, 653.
Nose-Togawa, N.; Hirenzakia, S.; Kumea, K. Nuclear Quadrupole Effects in Deeply Bound Pionic Atoms. Nucl. Phys. A 1997, 623, 548–558.
Mohr, P.J. Energy Levels of H-like atoms predicted by Quantum Electrodyna-mics,10
Flambaum, V.V.; Ginges, J.S.M. Radiative potential and calculations of QED radiative corrections to energy levels and electromagnetic amplitudes in many-electron atoms. Phys. Rev. A 2005, 72, 052115.
Glushkov, A.V. Relativistic Quantum theory. Quantum mechanics of atomic systems; Astroprint: Odessa, 2008.
Khetselius, O.Yu. Quantum structure of electroweak interaction in heavy finite Fermi-systems.Astroprint: Odessa, 2011.
Glushkov, A.V.; Rusov, V.D.; Ambrosov, S.V.; Loboda, A.V. Resonance states of compound super-heavy nucleus and EPPP in heavy nucleus collisions In New Projects and New Lines of Research in Nuclear Physics; Fazio, G., Hanappe, F., Eds.; World Scientific: Singapore, 2003, 126-132.
Glushkov, A.V. Energy approach to resonance states of compound superheavy nucleus and EPPP in heavy nuclei collisions In Low Energy Antiproton Physics; Grzonka, D., Czyzykiewicz, R., Oelert,W., Rozek, T., Winter, P., Eds.; AIP: New York, AIP Conf. Proc. 2005, 796, 206-210.
Khetselius, O.Yu. Relativistic Energy Approach to Cooperative Electron-γ-Nuclear Processes: NEET Effect In Quantum Systems in Chemistry and Physics: Progress in Methods and Applications, Series: Progress in Theoretical Chemistry and Physics; Nishikawa, K., Maruani, J., Brändas, E., Delgado-Barrio, G., Piecuch, P., Eds.; Springer: Dordrecht, 2012; Vol. 26, pp. 217-229.
Khetselius, O.Yu. Relativistic perturbation theory calculation of the hyperfine structure parameters for some heavy‐element isotopes. Int. J. Quant. Chem. 2009, 109, 3330–3335.
Khetselius, O.Yu. Relativistic calculation of the hyperfine structure parameters for heavy elements and laser detection of the heavy isotopes. Phys. Scripta 2009, 135, 014023.
Khetselius, O. Yu. Hyperfine structure of atomic spectra; Astroprint: Odessa, 2008.
Khetselius, O.Yu. Atomic parity non-conservation effect in heavy atoms and observing P and PT violation using NMR shift in a laser beam: To precise theory. J. Phys.: Conf. Ser. 2009, 194, 022009.
Glushkov, {/Authors PT} A.V. Relativistic polarization potential of a many-electron atom. Sov. Phys. Journal.{/ArticleTitle PT} 1990{/Year PT}, 33(1), 1{PT JournalTitle}{/JournalTitle PT}{PT Year}-4. {PT Volume}{/Volume PT}{PT Issue}{/Issue PT}
Serga, I.N.; Dubrovskaya, Yu.V.; Kvasikova, A.S.; Shakhman, A.N; Sukharev, D.E. Spectroscopy of hadronic atoms: Energy shifts. J. Phys.: Conf. Ser. 2012, 397, 012013.
Serga, I.N.; Khetselius, O.Yu.; Vitavetskaya, L.A.; Bystryantseva A.N. Relativistic theory of spectra of pionic atomic system 208Pb with account of strong pion-nuclear interaction effects. Photoelectronics. 2017, 26, 68-77.
Bystryantseva, A.N.; Khetselius, O.Yu.; Dubrovskaya, Yu.V.; Vitavetskaya, L.A.; Berestenko, A.G. Relativistic theory of spectra of heavy pionic atomic systems with account of strong pion-nuclear interaction effects: 93Nb, 173Yb, 181Ta, 197Au. Photoelectronics. 2016, 25, 56–61.
Ivanova, E.P.; Ivanov, L.N.; Glushkov, A.V.; Kramida, A.E. High Order Corrections in the Relativistic Perturbation Theory with the Model Zeroth Approximation, Mg-Like and Ne-Like Ions. Phys. Scripta. 1985, 32, 513.
Glushkov, A.V. Advanced Relativistic Energy Approach to Radiative Decay Processes in Multielectron Atoms and Multicharged Ions. In Quantum Systems in Chemistry and Physics: Progress in Methods and Applications, Series: Progress in Theoretical Chemistry and Physics; Nishikawa, K., Maruani, J., Brandas, E., Delgado-Barrio, G., Piecuch, P., Eds.; Springer: Dordrecht, 2012; Vol. 26, pp 231–252.
Glushkov, A.V. Relativistic and Correlation Effects in Spectra of Atomic Systems; Astroprint: Odessa, 2006.
Khetselius, O.Yu. Determination of the hyperfine and electroweak interactions parameters and parity non-conservation amplitudes in heavy atoms and nuclei within nuclear-qed theory. Photoelectronics. 2011, 20, 12-17.
Svinarenko, A.A. Study of spectra for lanthanides atoms with relativistic many- body perturbation theory: Rydberg resonances. J. Phys.: Conf. Ser. 2014, 548, 012039.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
авторське право переходить до видання.