近代物理所在高能全裸重离子的非辐射电子俘获实验研究中获进展----中国科学院兰州分院

科研进展

近代物理所在高能全裸重离子的非辐射电子俘获实验研究中获进展

发表日期：2024-09-14来源：近代物理研究所【放大缩小】

中国科学院近代物理研究所原子物理中心科研人员与合作者开展了高能Xe^54＋离子与Kr和Xe原子碰撞中非辐射电子俘获过程的实验研究，相关成果于近期发表在Physical　Review　A和Journal　of　Physics　B：　Atomic，　Molecular　and　Optical　Physics上。

离子－原子碰撞是电磁相互作用决定下的量子多体系统演化过程。电子俘获是其基本过程之一，对天体物理和等离子体物理的研究具有重要意义。高电荷态重离子携带着极强的库仑场，电子在强库仑场中的高速运动有显著的相对论效应和量子电动力学效应，其出射的X射线谱是研究离子－原子碰撞过程的有力手段。

高能高电荷态重离子与原子碰撞中的非辐射电子俘获（NRC）过程本质上是电子与原子核之间的相互作用。现代实验研究方法是将大型重离子加速器冷却储存环与气体内靶相结合，来获得高亮度单次碰撞的纯净X射线谱。相关实验结果有助于精确获得加速器和储存环中重离子束流的电荷态分布和储存寿命。目前，国际上仅开展了少数几个高能高电荷态重离子NRC精细谱学实验。

近代物理所原子分子谱学研究团队利用兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL－CSR），开展了百MeV／u能区Xe^54＋＋Xe对称碰撞实验研究。在“能级匹配”和“速度匹配”条件同时满足时，团队发现共振电子俘获在非辐射双电子俘获（NRDC）过程中起重要作用，引起关联俘获，此时独立电子近似不再成立。与之相反，Xe^54＋＋Kr碰撞中的NRDC过程是两个独立的单俘获。