類氟58Ni19+離子的雙電子復(fù)合精密譜學(xué)實驗研究獲進展
發(fā)布日期:2019-07-24 【字號:大 中 小】
電子-離子復(fù)合是等離子體環(huán)境中最重要的碰撞反應(yīng)之一。精確的復(fù)合速率系數(shù)是天體物理和聚變等離子體建模最基本的輸入?yún)?shù)。雙電子復(fù)合過程伴隨的退激輻射往往可以作為診斷等離子體中電子溫度、密度的有效探針。同時由于雙電子復(fù)合是一個共振過程,共振峰結(jié)構(gòu)中包含了離子能級結(jié)構(gòu)信息,精密的雙電子復(fù)合速率系數(shù)譜可以解析出靶態(tài)離子激發(fā)態(tài)能級結(jié)構(gòu),進而開展如QED檢驗、同位素移動測量、超精細誘導(dǎo)躍遷壽命測量等一系列研究?;谥仉x子冷卻儲存環(huán)開展的雙電子復(fù)合實驗是獲取精確的雙電子復(fù)合速率系數(shù)的最有效途徑,尤其在相對碰撞能量較低的范圍內(nèi),儲存環(huán)雙電子復(fù)合實驗具有獨一無二的優(yōu)勢。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)聯(lián)合中科院近代物理所及德國吉森大學(xué)等多家單位的科研人員依托蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)HIRFL-CSRm,開展了類氟鎳離子(58Ni19+)的雙電子復(fù)合實驗,獲得最新進展。
實驗結(jié)果得到0-160 eV范圍內(nèi),包含ΔN = 0所有內(nèi)殼層躍遷的雙電子復(fù)合通道。擬合實驗結(jié)果,得出橫、縱向電子束溫度分別為0.56(0.05) meV和23(1) meV。研究人員將實驗結(jié)果與Flexible Atomic Code (FAC) 計算的結(jié)果仔細對比,解析出每個共振結(jié)構(gòu)的來源。同時還從雙電子復(fù)合速率系數(shù)得到了可用于等離子體建模的等離子體速率系數(shù),并與此前的理論計算結(jié)果作了對比研究。本次實驗結(jié)果為天體物理等離子體建模研究提供了數(shù)據(jù)基準。
該工作得到科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金項目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項B和中科院重點前沿項目、中科院青年創(chuàng)新促進會的支持。
文章發(fā)表在天體物理學(xué)專業(yè)雜志Astronomy & Astrophysics (A&A)上(A&A 627, A171 (2019))。文章鏈接:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201935648

圖1 (左圖)為0-6 eV范圍內(nèi)復(fù)合速率系數(shù)譜,黑色點線為實驗測量結(jié)果,紅色實線為FAC理論計算結(jié)果,藍色虛線為輻射復(fù)合過程的貢獻,豎線為理論計算各共振態(tài)結(jié)構(gòu)。(右圖)為等離子體速率系數(shù),黑實線為實驗結(jié)果,紅實線為FAC計算結(jié)果,其他數(shù)據(jù)為此前的理論計算結(jié)果。
<蘭州重離子提供>