咖啡酸负离子模式质谱奇电子离子碎片的解析

通过高分辨质谱的测定与密度泛函理论方法的计算,揭示咖啡酸电喷雾负离子模式质谱的奇电子离子产生过程与机理。咖啡酸去质子分子裂解产生3个奇电子离子,分别为咖啡酸质谱裂解的第三代产物离子m/z 134(C_(8)H_(6)O_(2))、第四代产物离子m/z 108(C_(6)H_(4)O_(2))和m/z 106(C_(7)H_(6)O)。m/z 134离子来自于其前体离子m/z 135(3,4-二羟基苯乙烯离子)羟基O—H键的直接均裂,因其裂解过程较m/z 135的其他裂解相对简单并且所需能量相对较少,使质谱中m/z 134峰强度较大。m/z 108与m/z 106离子的前体离子可以是偶电子离子m/z 109(邻苯二酚离子)和m/z 107(2-羟基环戊二烯离子),也可以是奇电子离子m/z 134。m/z 108与m/z 106离子来自于偶电子离子时,m/z 109的O—H键直接发生均裂,m/z 107离子的O—H键经过渡态发生均裂。

少电子离子束缚态电子g因子精密测量

少电子离子束缚态电子g因子的精密测量是借助原子分子体系研究束缚态量子电动力学(QED)理论的有效途径.特别是在高电荷态重核体系中,原子核与内壳层电子之间极强的电磁相互作用为研究极端电磁场环境下的QED效应提供了独一无二的条件.通过精确测量束缚态电子g因子,还可以分析核效应、测定核结构参数、确定基本物理常数等.少电子离子束缚态电子g因子的研究已经成为精密谱学方向的前沿课题.潘宁离子阱(借助稳态电磁场囚禁离子的系统)是进行g因子测量的有效实验装置之一.本综述将对基于潘宁离子阱开展少电子离子束缚态电子g因子的实验研究进行全面回顾,介绍基本实验原理与测量方法,重点论述该领域在近几年中的重要实验成果,并对未来发展进行简要展望.

Au等离子体M带5f-3d跃迁的电子离子碰撞激发速率系数

电子离子碰撞激发速率系数在超组态碰撞辐射模型中真实模拟非局域热动力学平衡Au激光等离子体M带谱 5f 3d跃迁中各种复杂电荷态离子的电离态特性 (譬如离子的平均电离度 ,相对丰度和能级布居数 )是必不可少的。基于准相对论多组态Hartree Fock方法和扭曲波玻恩交换近似 ,采用自编的扭曲波程序ACDW (9)和Fit(9) ,从头计算了Au等离子体M带 5f 3d电子离子碰撞激发速率系数。结果表明 :在“神光II”实验装置诊断的电子温度约 2keV ,电子密度约 6× 10 2 1cm-3 范围内 ,这些电子离子碰撞激发参数有利于采用超组态碰撞辐射模型模拟Au的激光等离子体M带 5f～ 3d细致谱的平均电离度和电荷态分布。

中国极化电子离子对撞机计划

轻子散射实验是探索核子与原子核结构的理想工具。中国电子离子对撞机(Electron Ion Collider in China,EicC)建议书设想在已开建的强流重离子加速器装置(High Intensity heavy ion Accelerator Facility,HIAF)的基础上,升级质子束流为20 GeV的极化束流,并建造2.8~5 GeV极化电子束流,从而实现质心系能量为15~20 GeV的双极化电子-离子对撞。EicC设计的亮度为(2~4)×10^33cm^-2·s^-1,质子束流极化率达到70%,电子束流极化率达到80%。该装置除了能提供极化轻离子束流(例如:氦-3)外,也可产生非极化重离子束流(碳-12~铀-238)。EicC将聚焦核子海夸克部分子结构、原子核物质结构与性质、奇特强子态三个方面的物理研究。高亮度、高精度的对撞机有助于精确地测量核子结构函数并对核子进行三维成像,揭示强相互作用的动力学规律;原子核部分子分布包括核子短程关联以及原子核介质效应同样是该提案的重要科学目标;EicC能区接近重味夸克产生阈值,在研究重味强子谱方面拥有低背景的独特优势,有助于发现研究新的奇特强子态。质子质量起源问题也可以通过重味矢量介子的产生来研究。为了完成上述物理目标,我们将利用最先进的探测器技术建造接近全立体角覆盖的EicC对撞机谱仪。在准备EicC白皮书的过程中,我们得到世界各国专家的支持。EicC的物理与已有的实验和美国即将建设的EIC中的物理项目相互补充。EicC的建成及运行有望引领前沿的中高能核物理研究,使我国在加速器和探测器先进技术等领域实现跨越式发展,为我国核物理与强子物理以及相关科学领域提供大型综合实验平台与人才培养基地。

激光金等离子体的电子离子碰撞电离速率系数

电子离子碰撞电离过程在超组态碰撞辐射 (SCROLL)模型中真实模拟非局域热动力学平衡 (non LTE)高Z材料Au激光等离子体M带谱 5 f - 3d跃迁中各种复杂离子的电离态特性 ,诸如离子的平均电离度和电荷态分布是一个主要过程。基于准相对论扭曲波玻恩交换近似 ,采用组态平均的方法 ,从头计算了金M带类铁金离子 类锗金离子的电子离子碰撞电离速率系数 ,其中电离截面的高能行为由Bethe系数决定。结果表明 :在“神光Ⅱ”实验装置诊断的电子温度～ 2keV ,电子密度～ 6× 10 2 1cm-3 范围内 ,这些参数有利于使用超组态碰撞辐射模型拟Au的激光等离子体M带细致谱 5f -

电子离子碰撞过程中的共振激发双自电离

利用相对论修正扭曲波玻恩近似 ,计算了类钠离子Ti11+ 和Cr13 + 的电子碰撞直接电离 ,激发自电离和共振激发双自电离截面 .理论数据与实验结果在整个能区内很好符合 .共振激发双自电离截面对总截面的贡献约为 2 0 %— 3 0 % ,对速率系数的影响较大 。

放射性核素电离空气电子离子对产生率计算

α衰变核素和β衰变核素发射的射线具有电离空气能力而被广泛应用于工业生产中。为研究α或β衰变核素对空气电离能力的大小,本研究采用蒙特卡洛方法模拟理想放射源发出带电粒子在空气中的能量沉积,并结合空气电离理论,计算放射源表面不同距离处电子离子对产生率。利用此计算方法,研究放射源形状、粒子能量、活度和粒子能量分布对电子离子对产生率的影响。结果表明,放射源表面空气中电子离子对产生率的大小主要受放射源活度的影响,而粒子能量及能谱分布等主要影响电离空气范围及电子离子对产生率衰减速率;3.7×10~6 Bq/cm^2的α放射源最大电子离子对产生率可达10^(11)~10^(12) cm^(-3)·s^(-1)量级,3.7×10~6 Bq/cm^2的β放射源最大电子离子对产生率可达10~9~10^(10) cm^(-3)·s^(-1)量级。研究结果可提供数据支持,为新的放射性同位素应用技术开发提供理论指导。

高温稠密等离子体电子离子直接碰撞电离截面的理论研究

在高温稠密等离子体内，由于电子的热运动，产生了各种电子一离子碰撞过程，其中电子-离子直接碰撞电离就是一种很重要的物理过程。电子离子碰撞调节了等离子体内电子的布局数，使之从非平衡走向平衡。电子-离子的碰撞激发、离化导致电子在能级之间发生跃迁，影响能级的寿命，导致能级增宽，因而使谱线变宽，这种效应对研究等离子体辐射不透明度DTA(Detailed Term Accounting)模型具有重要的意义。

超快强激光场中纳米颗粒的电子离子发射(特邀)

在超短强激光脉冲的作用下,纳米结构表面会产生空间和时间急剧变化的局域极端近场,引发一系列动力学过程,包括表面分子及自身分子的光电子激发,电子、离子电离和碰撞等。借助先进的速度成像谱仪等装置,能够记录并解析这些过程中的光电子、离子信息。结合多种理论模型,可以深入理解纳米颗粒在强激光场下的发射动力学。这种理解不仅有助于实现纳米颗粒电离的精确调控,还为相关技术的实际应用开辟了新的可能。相关实验技术及其理论覆盖了多个学科领域,如原子、分子、凝聚态物理、化学和生物学等。综述了纳米颗粒产生、输运和诊断系统,深入分析强场-纳米颗粒体系的相关理论模型,最后总结了纳米光电子离子发射的最新研究成果,并展望未来的发展趋势。

中能段电子束离子阱真空控制系统研制

电子束离子阱(Electron Beam Ion Trap,EBIT)是一种用于研究高电离态离子物理过程的实验装置。中能段紧凑型EBIT实验平台能够产生30 keV的电子束能量,电子束流达到20 mA,对于研究未来聚变堆杂质离子输运行为研究具有重要意义。为了产生单一高电荷态离子,中能段EBIT装置阱区需要工作在超高真空(10−8 Pa)环境下。低温超导磁体需工作在10^(−5)Pa真空环境下以维持超导状态,因此真空度直接影响着中能段EBIT的工作性能,有必要研制一套稳定高效的真空控制系统以提升中能段EBIT装置稳定性与可靠性。文章基于RS485总线结构和Python编程语言开发了一套中能段EBIT真空控制系统,实现了对中能段EBIT真空系统的远程控制、数据采集和系统联锁保护。可为中能段EBIT装置提供稳定可靠的超高真空的实验环境,对中能段EBIT装置的稳态运行具有重要意义。

时间戳相机中心算法和解离电子/离子动量分布仿真

模拟仿真了速度成像谱仪中解离电子/离子飞行运动轨迹,获得电子/离子动量三维分布的真实图像,针对时间戳相机Tpx3Cam在动量分布探测成像中存在的团簇效应问题,发展了适用于高计数率情况下的中心算法。仿真结果显示,提出的中心算法可以减少约一个数量级的数据容量,并让单像素位置精度提高到0.1像素,实现了粒子动量分布的超分辨位置成像。模拟ns态电子电离和N_(2)分子(1,1)通道库伦爆炸实验,发现中心算法能够使电子平行于探测器平面的动量分辨提升30%;使库伦爆炸产生的N^(+)飞行时间谱分辨提升80%。同时,在具有背景气体干扰情况下,对CO分子库伦爆炸产物离子进行半径协方差分析,提出的中心算法成功观测到C^(+)和O^(+)的关联。

基于原子光谱Stark展宽高压放电等离子体电子密度计算

基于原子光谱Stark展宽法是计算等离子体电子密度最主要的方法之一,然而该方法计算步骤复杂、参量繁多,常常采用简化方法进行计算。针对特定谱线的简化处理可能会显著影响电子密度的计算结果。为提升计算的准确性,该文基于非简化和细致的Stark展宽计算原理设计和开发等离子体电子密度分析方法和程序。基本思路是采用复误差函数从光谱的Voigt线型反卷积分离Gaussian展宽和Lorentzian展宽,基于谱线和环境参数计算各个展宽后分离出Stark展宽,从而获得相应条件下的电子密度。通过上述方法,计算微波等离子体射流、脉冲介质阻挡放电和脉冲火花放电的电子密度分别为10^(14)、10^(15)和10^(17) cm^(−3)量级,并选择不同谱线交叉验证发现不同放电形式时电子密度计算的准确性差异较大。通过误差分析发现温度、气压等环境参数和原子秉性对电子密度估算均有影响,而考虑范德瓦尔兹展宽可显著提升电子密度计算的准确性。

离子轰击二次发射电子枪束流引出问题的仿真与实验研究

为应对电子束荧光技术对电子枪的需求,本文开展了离子轰击二次发射电子枪的研究工作。首先介绍了离子轰击二次发射电子枪的工作原理,将工作过程划分为离子产生及引出、二次电子产生和引出两个部分并展开理论分析;基于辉光放电原理建立了简化的空气放电仿真模型,利用Comsol软件获得了正离子密度及其分布;对于加速室内的二次电子发射过程采用静电聚焦的方式聚焦电子束,利用Comsol软件基于Nelder-Mead算法获得二次电子引出的最佳结构参数;最后,搭建了电子枪原理样机,实验结果表明:采用空气作为工作气体,利用气体放电产生的正离子轰击金属铝使其发射二次电子,最终获得了加速电压为20 kV,束流强度为16 mA的电子束,完成了此类电子枪的原理验证并为性能提升工作奠定基础。

基于n型柔性半导体的有机晶体管及其电子-离子双响应特性

为了研究n型有机混合离子电子导体电子-离子双响应特性及分子量对载流子迁移率的影响,采用具有平面刚性的梯形分子链结构的高分子量聚苯并二咪唑苯并菲绕啉二酮制备高性能有机电化学晶体管,并对晶体管紫外可见吸收光谱和晶体管器件电气性能进行表征。结果表明,利用高分子量聚苯并二咪唑苯并菲绕啉二酮制备的n型有机电化学晶体管表现出极高的响应速度(0.034 s)、高载流子迁移率(4.72×10^(-3) cm^(2)/(V·s)),以及在水系电解液中优异的稳定性(稳定运行超过120次脉冲循环)。

中国极化电子离子对撞机(EicC)物理及探测器设计研究

核子(质子和中子的总称)大约占宇宙中可见物质总质量的99%.作为构成宇宙可见物质中的最主要成分,核子也是研究强相互作用,尤其是禁闭区非微扰QCD的重要实验室.电子离子对撞机(Electron Ion Collider, EIC),被称作当代卢瑟福散射实验,是人类认识物质世界深层次结构,特别是核子与原子核结构的理想工具.中国极化电子离子对撞机项目设想在已开建的HIAF高能离子束的基础上升级建造中国电子-离子对撞机(EIC in China,EicC),为我国核物理与粒子物理以及相关科学领域提供大型综合实验平台.本文综述了EicC在核子内不同味道海夸克的一维自旋味道结构、横动量依赖部分子分布函数、广义部分子分布函数测量的理论和模拟研究,展示了EicC在以上测量中可达到的预期精度,以及与现有测量精度的对比.另外,本文也综述了EicC在质子质量起源、重味强子谱、核介质效应及π介子的内部结构等重要物理问题中的潜在贡献,以及EicC探测器概念设计.EicC装置将有力地促进人们对核子自旋和质量的起源、夸克胶子禁闭机制等基本问题的理解.

电子与高电荷离子碰撞的细致能级电离截面的相对论计算

电子离子碰撞电离的细致能级截面在X射线激光等需要确定能级布居数的高技术研究中有非常重要的意义。本文给出了在全相对论框架下利用扭曲波波恩交换近似计算细致能级电离截面的方法。作为示例 ,计算了若干高电荷离子细致能级的电离截面 ,并分析了组态相互作用的影响。计算结果与其它理论值进行了比较 。

使用电子回旋波共振等离子体源辅助中频磁控溅射沉积氧化铌薄膜

中频磁控溅射虽相较于电子束蒸发成膜质量更好,但不可避免仍然存在一部分颗粒物,将严重影响光学薄膜的质量和光学特性。研究了使用电子回旋波共振(ECWR)等离子体源作为辅助设备与中频磁控溅射相配合沉积的氧化铌薄膜,进行了等离子体诊断和薄膜表征。结果表明:在相同条件下,ECWR等离子体放电的氧化效果明显优于传统的感应耦合等离子体放电。ECWR等离子体源能够在较低压强的纯氧环境下稳定产生高密度等离子体,无须通过氩气作“引子”来激发维持氧气的稳定放电,展示了电子回旋波共振放电结构的优越性。沉积得到的非晶氧化铌薄膜光滑均匀且透射率达91%,能有效消除中频磁控溅射产生的颗粒物问题。通过透射率波峰位置对比发现纯氧ECWR放电样片出现红移,原因是其放电得到的薄膜均匀而致密,使光学禁带宽度向低能方向漂移出现带隙窄化。研究结果还揭示了离子源高密度、低能量特性与薄膜表面和光学特性之间的关系,为精密光学薄膜应用提供了新的解决方案。

电子-离子束缚态及其引发核聚变

在文献［１］关于电子－离子束缚态的基本概念的基础上，对电子－离子束缚态三体系统给出严格的薛定谔方程，给出能量的近似解：（１）对ｐ－ｅ－ｐ束缚态，释放单能Ｅｐ≈１２．５ｋｅＶ的Ｘ射线；（２）对Ｄ＋－ｅ－Ｄ＋束缚态，释放单能ＥＤ≈２５ｋｅＶ的Ｘ射线，同时引发少量的核聚变，放出γ、质子、中子、氚、３Ｈｅ和４Ｈｅ。这是两个独立发生的过程。以Ｎｉ－Ｈ和氘气辉光放电实验为例，用束缚态模型给出定量的解释。进而提出太阳耀斑发生过程中也包含电子－离子束缚态放射１２．５ｋｅＶ和２５ｋｅＶ两种Ｘ射线并引发少量核聚变的过程，给出了观测结果验证。

上海电子束离子阱低温超导磁体系统的研制

介绍了上海电子束离子阱(Electronbeamiontrap,EBIT)装置低温超导磁体系统的研制过程和测试结果。超导磁体由一对上下布置的Helmholtz线圈组成,中心最大磁场强度可达5.3T,两线圈的峰值磁场偏差小于3×10-4T,在中心轴线上±10mm内磁场均匀度好于2×10-4,磁场衰减率在8h内小于1×10-4。低温系统采用双冷屏结构,通过二级G-M制冷机冷却冷屏来降低液氦的蒸发量。系统液氦灌注达到平衡后,液氦的平均蒸发量为1.1L/h,基本满足了用户的要求。

基于相空间方法的电子轰击离子源参数对其性能影响的研究

本文首先利用离子光学模拟软件SIMION7.0,对自制的电子轰击离子源(EI)进行模拟试验,获得离子在EI内的运动参数,包括位置、速度。随后,利用相空间方法,分析EI各参数对其性能的影响,包括各电极电压对聚焦效果以及出射速度分散程度的影响,并最终获得EI各参数对离子源发射度的影响。本文的研究能够指导EI的理论设计,使其参数得到最优化,从而改善EI的性能,以实现EI与质量分析器最佳连接。