正電子與原子散射閾值效應(yīng)分析

劉芳

[關(guān)鍵詞]正電子；原子散射閾值效應(yīng)；關(guān)系

自從1948年，Wigner首次指出散射過程中閾值效應(yīng)的存在，閾值效應(yīng)一直是討論的焦點(diǎn)。在散射過程中，新的打開通道會對散射截面產(chǎn)生影響，這種的現(xiàn)象叫作閾值效應(yīng)，在截面上表現(xiàn)為一個(gè)cusp結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)被稱為Wigner-cusp。在低能電子與鋰原子的散射實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)證實(shí)了Wigner-cusp的存在。

在目前的計(jì)算結(jié)果中，鋰原子的各激發(fā)態(tài)的閾值能量附近出現(xiàn)了一些Wigner-cusp，如圖1所示。其中，圖1 a） 給出了在鋰原子的第一激發(fā)閾值（2p）能量附近的J=0-2分波散射截面上的Wigner-cusp。從圖中可以看到，在鋰原子第一激發(fā)態(tài)的閾值位置，三個(gè)分波都有明顯的cusp結(jié)構(gòu)。S波散射截面上的cusp結(jié)構(gòu)后緊隨著一個(gè)顯著的共振結(jié)構(gòu)；P波散射截面上則是一個(gè)尖銳的峰值cusp結(jié)構(gòu)；D波散射截面上表現(xiàn)為一個(gè)能量寬度很大的cusp結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是由一個(gè)D波共振（1.877 eV）和第一激發(fā)閾值的Wigner-cusp相互疊加形成。圖1 b） 給出了鋰原子的3s激發(fā)態(tài)閾值附近的J=0-2分波散射截面。在鋰原子3s激發(fā)閾值附近，S波散射截面上出現(xiàn)一個(gè)尖銳的Wigner-cusp；P波散射截面上出現(xiàn)一個(gè)很小cusp結(jié)構(gòu)；D波散射截面上沒有出現(xiàn)cusp。圖1 c） 給出了電子偶素n=2態(tài)形成閾值以及鋰原子3p、3d激發(fā)態(tài)閾值附近的J=0-2分波散射截面。

由圖1可以看出，S波的散射截面對閾值的能量感應(yīng)非常敏感，很容易出現(xiàn)閾值效應(yīng)，在目前的計(jì)算中發(fā)現(xiàn)了三個(gè)Wigner-cusp，分別在Li（2p），Li（3s）和Li（3d）激發(fā)態(tài)的閾值位置，另外在Ps（n=2）和Li（3p）激發(fā)態(tài)的閾值位置散射截面也有所變化，出現(xiàn)向下的凸峰值結(jié)構(gòu)。在計(jì)算中，P波的散射截面上發(fā)現(xiàn)了Li（2p）和Li（3s）激發(fā)態(tài)的閾值位置的Wigner-cusp。而在D波散射截面上，只發(fā)現(xiàn)了一個(gè)Wigner-cusp在Li（3p）激發(fā)態(tài)的閾值位置。另外，D波散射截面上入射能量為1.90 eV的位置，出現(xiàn)一個(gè)寬度很大的駝峰狀峰值結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是Li（2p）閾值效應(yīng)和一個(gè)D波共振的疊加效果。有意思的是，在電子與鋰原子散射的分波截面圖中，第一激發(fā)閾值的位置同樣出現(xiàn)了一個(gè)清晰的P波Wigner-cusp和一個(gè)很寬的D波駝峰狀的峰值結(jié)構(gòu)。閾值效應(yīng)是因?yàn)橐粋€(gè)新的散射通道的打開對舊的散射通道產(chǎn)生了影響，這種影響反應(yīng)在散射截面上就表現(xiàn)為cusp結(jié)構(gòu)。

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了第一激發(fā)態(tài)的閾值位置附近的微分散射截面，如圖2所示，給出了散射角度在10°-160°范圍內(nèi)十二個(gè)角度的微分散射截面。圖2 中展示的是縮放后的結(jié)果，縮放倍數(shù)在圖中曲線上有所標(biāo)示，沒有標(biāo)示的曲線表示放大倍數(shù)為1，即“×1”。從微分散射截面的結(jié)果中，可以清晰地看到兩種類型的結(jié)構(gòu)，一種呈尖銳的凸起狀，另一種呈平緩的階梯。這種共振情況在McAlinden等人的計(jì)算結(jié)果中也有出現(xiàn)。

黑龍江省教育廳科技項(xiàng)目（批準(zhǔn)號：12541160）.