低能高电荷态离子与H原子电荷交换X射线发射及天文应用

分类： 物理学 >> 原子与分子物理学 提交时间： 2023-12-03

张驰军 廖添 张瑞田 朱小龙 郭大龙 高永 许慎跃 张少锋 马新文

摘要： 低能高电荷态离子与H原子电荷交换X射线的实验和理论研究为天体环境中非平衡态等离子体的诊断和建模提供重要原子数据。本文利用半经典多通道Landau-Zener (MCLZ)方法计算了全裸和类氢的C、N、O离子与H原子电荷交换截面并与已报道实验结果进行了比较。我们发现对于C5 + H碰撞体系理论计算的总截面和实验测量相差较大。同时我们也对比了太阳风离子速度（或能量）区间MCLZ方法和全量子分子轨道紧耦合(QMOCC)方法计算的态选择截面。我们发现对于俘获到n = 3的电荷交换，MCLZ方法态选择截面随碰撞能量升高而增加；而对于俘获到n = 4的电荷交换，MCLZ方法态选择截面随碰撞能量升高而减小；在低能端比QMOCC方法计算的结果小两个量级之多。最后，我们采用天文领域发展的Kronos程序包，通过Janev推荐的截面数据计算了1000 eV/u O8 + H电荷交换X射线谱、线强比及硬度比，并与MCLZ计算结果比较。我们认为MCLZ计算误差较大，会影响天体环境的准确建模。亟需发展更加准确的全量子理论。

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