CSRm上类锂36,40Ar15+离子的同位素移动双电子复合实验研究和理论计算

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双电子复合(Dielectronic Recombination,DR)是电子离子碰撞过程中的基本过程之一。本文基于兰州重离子加速器冷却储存环CSRm开展了类锂36,40Ar15+离子的双电子复合实验,实验的电子离子相对碰撞能量为0~35eV,覆盖了1s22s→1s22p对应的所有共振跃迁。实验中观察到了36,40Ar15+离子2s1/2→2p1/2和2s1/2→2p3/2跃迁对应的共振激发能级,并且测量了其激发能。为了配合实验测量的同位素移动研究原子核电荷半径,我们使用GRASP2K程序理论计算了36,40Ar15+离子同位素的质量移动因子和场移动因子,由于36,40Ar15+离子同位素移动中质量移动和场移动大小相当,贡献相反,理论计算其DR谱的同位素移动值分别为:2s1/2→2p1/2跃迁的移动为0.8669meV,2s1/2→2p3/2跃迁的移动为0.8734meV,均远小于目前CSRm上双电子复合实验的实验精度。此外,本文利用GRASP2K程序计算了一些高电荷态类锂离子的质量移动因子和场移动因子,利用文献中的QED值修正计算结果。同时结合核电荷半径,计算得到了各个离子的各种寿命大于10s的同位素在DR谱上的移动值。从计算结果可以得知,随着原子序数的增大,类锂离子的最大移动值在逐渐增大。在Z=90时,Th87+离子DR谱的同位素移动已经达到了几百个meV。这些结果为我们在重离子冷却储存环上开展高电荷态离子的DR实验,直接观测其同位素移动提供了理论支持和选择依据。因此,在CSRe以及未来HIAF(High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility)上可以利用DR精密谱学实验研究包括放射性核素在内的高电荷态离子的同位素移动,结合精确的理论计算,获得相关原子核的核电荷半径和核自旋等信息。
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