Уширення та зсув за рахунок зіткнень ліній надтонкої структури складних атомних систем в атмосфері буферних інертних газів
DOI:
https://doi.org/10.18524/0367-1631.2023.61.292229Ключові слова:
важкий атом у буферному газі, кінетична теорія спектральних ліній, релятивістська багаточастинкова теорія збурень, уширення та зсув надтонких ліній за рахунок зіткненьАнотація
Представлено eфективний підхід до визначення зсуву та уширення надтонких спектральних ліній у буферному газовому середовищі, який базується на узагальненій кінетичній теорії спектральних ліній, обмінній теорії збурень та релятивістській калібрувально-інваріантній теорії збурень з оптимізованим модельним потенціалом нульового наближення для обчислення відповідних атомних релятивістських хвильових функцій. Наведені результати розрахунку зсуву та уширення спектральних ліній надтонкої структури внаслідок зіткнень для складної атомної системи (розглянуто атом талію) в атмосфері інертних газів (зокрема, Kr, Xe) які порівнюються з альтернативними теоретичними та експериментальними даними. Показано, що для спектральних ліній надтонкої структури талію відношення величини адіабатичного уширення до відповідного зсуву за рахунок зіткнень для пари Tl–Kr(Га/р)/fр становить ~1/75, а для пари Tl-Xe – (Га/р)/ fр ~1/60. Ці оцінки свідчать про порушення відомого у стандартній атомній спектроскопії співвідношення Фолі у випадку зсуву та уширення за рахунок зіткнень спектральних ліній надтонкої структури атомних систем.
Посилання
Wilson S. Handbook on Molecular Physics and Quantum Chemistry. – Chichester : Wiley, 2007.
Truhlar D. G., Kaplan I. G. Intermolecular Interactions: Physical Picture, Computational Methods, and Model Potentials. Theor. Chem. Account. – 2008. – Vol. 121. – P. 1-103.
Kaplan I. Theory of intermolecular interactions. – Moscow : Nauka, 1987.
Letokhov V. S. Nonlinear Selective Photoprocesses in atoms and molecules. – Мoscow : Nauka, 1983.
Glushkov A. V. Relativistic Quantum Theory. Quantum mechanics of Atomic Systems. – Odessa : Astroprint, 2008.
Malinovskaya S. V., Glushkov A. V., Khetselius O. Yu., Svinarenko A. A., Mischenko E. V., Florko T. A. Optimized perturbation theory scheme for calculating the interatomic potentials and hyperfine lines shift for heavy atoms in the buffer inert gas // Int. Journ. of Quantum Chemistry. – 2009. – Vol.109. – P. 3325-3329.
Khetselius O. Yu. Optimized perturbation theory to calculating the hyperfine line shift and broadening for heavy atoms in the buffer gas // Frontiers in Quantum Methods and Applications in Chemistry and Physics. Ser.: Progress in Theor. Chem. and Phys., Eds. M. Nascimento, J. Maruani, E. Brändas, G. Delgado-Barrio (Springer). – 2015. – Vol. 29. – P. 54-76.
Glushkov A. V., Lepikh Ya. I., Ambrosov S. V., Khetselius O. Yu. New optimal schemes of the laser photoionization technologies for cleaning the semiconductor materials and preparing the films of pure composition at atomic level // Ukrainian Journal of Physics. – 2008. – Vol. 53. – No. 10. – P. 1017-1022.
Glushkov A. V., Kondratenko P. A., Lepikh Ya. I., Fedchuk A. P., Svinarenko A. A., Lovett L. Electrodynamical and quantum 0 chemical approaches to modelling the electrochemical and catalytic processes on metals, metal alloys and semiconductors // Int. J. Quant. Chem. – 2009. – Vol. 109(14). – P. 3473-3481.
Glushkov A. V., Prepelitsa G. P., Svinarenko A. A., Pogosov A. Y., Shevchuk V. G., Ignatenko A., Bakunina E. New laser photoionization isotope separation scheme with autoionization sorting of highly excited atoms for highly radioactive isotopes and products of atomic energetic // Sens. Electr. and Microsyst. Techn. – 2011. – Vol. 2(8). – P. 81-86.
Shavitt I., Bartlett R. J.: Many-Body Methods in Chemistry and Physics: MBPT and Coupled-Cluster Theory. – Cambridge Univ. Press., 2009.
Kotochigova S., Tiesinga E. Ab initio relativistic calculation of the RbCs molecule (the relativistic configuration-interaction valence-bond method) // J. Chem. Phys. – 2005. – Vol. 123. – P. 174304.
Cheron B., Scheps R. Gallagher A. Continuum radiation and potentials of Tl–noble gas molecules. // Journal of Chem. Phys. – 1967. – Vol. 65(1). – P. 326–335.
Cheron B., Scheps R., Gallagher A. Noble-gas broadening of62P1/2−72S1/2 (377.6 nm) 62P3/2−72S1/2 (535 nm) thallium lines // Phys. Rev. A. – 1977. – Vol. 15. – P. 651-662.
Batygin V. V., Sokolov I. M. Collisional shift and adiabatic broadening of hyperfine transition lines in the ground state of thulium in an atmosphere of buffer helium, krypton, xenon // Opt. Spectr. – 1983. – Vol. 55. – P. 30-35.
Batygin V. V., Gorny M. B., Gurevich B. M. The interatomic potentials shifts lines HF structure and diffusion coefficients of rubidium and cesium atoms in a helium buffer // J. Tech.Fiz. – 1978. – Vol. 48. – P. 1097-1105.
Khetselius O. Yu., Florko T. A., Svinarenko A. A., Tkach T. B. Radiative and colli-sional spectroscopy of hyperfine lines of the Li-like heavy ions and Tl atom in atmosphere of inert gas // Phys. Scripta (IOP). – 2013. – Vol. T153. – P. 014037.
Glushkov A. V., Mansarliysky V. F., Khetselius O. Yu., Ignatenko A. V., Smirnov A. V., Prepelitsa G. P. Collisional shift of hyperfine line for thallium in an atmosphere of the buffer inert gases // Journal of Physics: C Series (IOP, UK). – 2017. –Vol. 810. – P. 012034.
Mansarliysky V. F., Ternovsky E. V., Ignatenko A. V., Ponomarenko E. L. Optimized relativistic Dirac-Fock-Sturm approach to calculating polarizabilities and the hyperfine line shift and broadening for heavy atoms in the buffer gas // Photoelectronics. – 2017. – Vol. 26. – P. 41-47.
Mischenko E., Loboda A., Svinarenko A., Dubrovskaya Yu. V. Quantum measure of frequency and sensing collisional shift of the ytterbium hyperfine lines in medium of helium gas // Sensor Electr. and Microsyst. Techn. – 2009. – No. 1. – P. 25-29.
Khetselius O. Y. Hyperfine structure of atomic spectra. – Odessa : Astroprint, 2008.
Khetselius O. Y. Relativistic perturbation theory calculation of the hyperfine structure parameters for some heavy-element isotopes // Int. J. Quant.Chem. – 2009. – Vol. 109. – P. 3330-3335.
Khetselius O. Y. Relativistic calculation of the hyperfine structure parameters for heavy elements and laser detection of the heavy isotopes // Phys.Scr. – 2009. –Vol. T135. – P.014023.
Ivanov L. N., Ivanova E. P. Extrapolation of atomic ion energies by model potential method: Na-like spectra // Atom. Data Nucl. Data Tab. – 1979. – Vol. 24. – P. 95-121.
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. – Vol. 32, no. 4. – P. 512-524.
Glushkov A. V., Ivanov L. N. Radiation Decay of Atomic States: atomic residue and gauge non-invariant contributions // Phys. Lett.A. –1992. –Vol. 170(1). – P. 33-36.
Glushkov A. V., Ivanov L. N. DC Strong-Field Stark-Effect: consistent quantum-mechanical approach // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. – 1993. – Vol. 26. – P. L379-386.
Khetselius O. Yu. Optimized relativistic many-body perturbation theory calculation of wavelengths and oscillator strengths for Li-like multicharged ions // Advances in Quant. Chem.(Elsevier). – 2019. – Vol. 78. – P. 223-251.
Miller K. J., Green A. E. S. Energy levels and potential energy curves for H2, 2 and O2 with an independent particle model // J. Chem. Phys. – 1974. – Vol. 60. – P. 2617-2624.
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 // New Projects and New Lines of research in Nuclear physics. Eds. Fazio G., Hanappe F. – Singapore : World Sci., 2003. – P. 142-154.
Glushkov A. V., Khetselius O. Yu., Svinarenko A. A., Buyadzhi V. V. Methods of computational mathematics and mathematical physics. P. 1. – Pdessa : TES, 2015.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
