раздел 2.3.), поскольку мы преследуем цель исследования существенно многоэлектронных систем, удобнее ввести этот потенциал в уравнения Дирака.
32
Касаясь проблемы учета ядерных эффектов в расчетах спектров атомных систем, отметим, что практически во всех работах (см. [18-24,27,33,34]), где в расчетах уровней энергии проводился учет поправки на конечный размер ядра, точечное ядро заменялось конечным, в котором распределение заряда моделировалось либо в виде однородно заряженного шара либо в рамках гауссовой модели, либо модели Ферми. В основном к настоящему времени расчеты проведены лишь для тяжелых водородоподобных ионов. Согласно Мору [18], для Н-подобного иона урана оценка кулоновской собственной энергии ~360эВ, в то время как поправка на конечный размер ядра составляет ~5 эВ. Проблема корректного учета поправки на конечный размер ядра в случае тяжелых многоэлектронных многозарядных ионов требует дальнейшего исследования.
1.6. Основные проблемы теории расчета спектров тяжелых систем с учетом релятивистских, корреляционных, радиационных и ядерных эффектов
Итак, детальное изучение современного состояния теории расчета спектров тяжелых атомов и ионов систем с учетом релятивистских, корреляционных, радиационных и ядерных эффектов показывает. Что к настоящему времени основное внимание уделялось водородоподобных и отчасти Не-подобным системам. В качестве основных методов учета релятивистских и корреляционных эффектов здесь используются в основном различные версии метода ДФ с наложением конфигураций. Его недостатки рассмотрены выше. Радиационные поправки учитываются в основном по ТВ с использованием разложений по физическим параметрам . Принципиально важно подчеркнуть, что любое из искомых разложений по физическим параметрам становится некорректным и тех или иных конкретных физических задачах. В случае тяжелых и сверхтяжелых ионов искомые разложения перестают быть корректными. Подавляющее количество работ по расчету лэмбовского сдвига
33
выполнено для атома водорода и водородоподобных ионов, а в последнее время, и для двух электронных систем (атом Не и Не- подобные ионы), в то время как для многоэлектронных тяжелых атомов и ионов ситуация выглядит во многом драматической. Исключение составляют лишь несколько многоэлектронных ионов, в частности, Li-подобный урана U89+ , Na-подобные ион Pt, для которых были проведены прецизионные экспериментальные измерения лэмбовского сдвига и проведено несколько теоретических расчетов методами, описанными выше (см.[8-13,17-24,29,34]). Отметим, что массовых расчетов не Li-, не Na-, не Cu- подобных ионов или каких-либо других естественно до сих пор не проведено. В разделе 3 при анализе и сравнении наших результатов расчета спектров Li-подоб-ных ионов и, в частности, лэмбовского сдвига с экспериментом и результатами других теоретических расчетов мы подробнее остановимся на искомых результатах.
Современный физический эксперимент и технология требуют детального изучения спектров тяжелых и сверхтяжелых атомов и ионов, в том числе многозарядных ионов [8-14]. В этих задачах приобретает актуальность последовательный учет геометрии атомного ядра и радиационных эффектов: поляризация вакуума и собственно энергетический сдвиг уровней. Так, для атомов с зарядом ядра Z60 с участием электронов внутренних оболочек превышает энергию связи внешних электронов [4,7,33,34]. Учет таких вкладов совершенно необходим, например, в задаче расчета кинетики распада атомов с К-, L-, и М-вакансиями хотя бы для определения набора открытых каналов распада. Дело в том, что основным каналом при соответствующих энергетических соотношениях является малоэнергетический автоионизационный распад Кестера-Кронига с отрывом внешних электронов. В последнее время интенсивно развиваются методы селективного воздействия на атомы, использующие тонкие изотопические и изомерические эффекты в электронных спектрах [15,16]. Это требует знания производных по радиусу ядра и его массе разнообразных спектральных характеристик многоэлектронных атомов. Учет радиационных и
34
ядерных эффектов необходим также при исследовании систем с зарядом ядра, близким к критическому , и в задаче о столкновении тяжелых атомов с суммарным зарядом, превышающим [1-4]. Наиболее актуальными задачами современной теории спектров тяжелых и сверхтяжелых атомов и ионов являются: во-первых, создание вычислительной процедуры, по возможности избегающей разложений по по физическим параметрам , во-вторых, развитие экономного метода расчета собственно энергетического сдвига для протяженного ядра (существующий подход [18], а также процедуры [19-23] в применении к воз-бужденным состояниям сопряжены с непреодолимыми вычислительными труд-ностями); корректный одновременный учет релятивистских, корреляционных, радиационных и ядерных эффектов в спектрах многоэлектронных атомов и ионов. В последнем случае решающим фактором является интерференция меж электронных корреляционных и ядерных эффектов [18-34]. Последовательный метод вычисления поправок к уровням энергии должен быть основан на использовании точной релятивистской ФГ для электронных линий в диаграммах а, б на рис.1. Однако из-за отсутствия замкнутого выражения для ФГ этот подход связан с очень большими вычислительными трудностями и в полной мере пока не реализован. Итак, развитие нового теоретически последовательного "ab initio" метода расчета спектров тяжелых многоэлектронных систем с одновременным корректным учетом релятивистских, корреляционных, радиационных и ядерных эффектов представляется несомненно одной из актуальных и фундаментальных задач спектроскопии атома. В последние годы эта задача стала очень актуальной и в теории тяжелых отрицательных ионов. Что же касается релятивистской теории тяжелых и сверхтяжелых молекул и квазимолекул (как ван-дер-ваальсовых, так и образуемых при столкновении тяжелых многоэлектронных атомов и ионов [105-110,120-123]), то здесь ситуация с одновременным учетом релятивистских, корреляционных, радиационных и ядерных поправок представляется
- Київ+380960830922