类铝离子钟跃迁能级的超精细结构常数和朗德g因子

本文利用多组态Dirac-Hartree-Fock方法计算了类铝等电子序列从Si^(+)到Kr^(23+)离子基组态3s^(2)3p^(2)P_(1/2,3/2)能级的超精细结构常数和朗德g因子.通过系统评估电子关联效应对Si^(+)和Co^(14+)离子中所关心原子参数的影响,尤其是与内壳层电子相关的关联效应,构建了可靠精确的计算模型,除Si^(+)离子外,超精细结构常数和g因子的计算误差分别控制在1%左右和10^(-5)的量级.此外,进一步分析了超精细结构常数中电子部分矩阵元和g因子随原子序数Z的变化规律,并拟合了这些物理量与Z的定量依赖关系,利用拟合公式可以快速计算类铝离子在14≤Z≤54区间内任意同位素的超精细结构常数和g因子.

精细结构常数的物理意义及其理论分析

精细结构常数是最重要的无量纲常数之一,反映了电磁相互作用间的强弱,特别在量子电动力学中,精细结构常数占有很重要的地位。文中将分为几个部分阐释了精细结构常数的由来,理论分析了对氢原子光谱的研究和改进对精细结构常数的作用,以及该常数是电磁相互作用强度的物理意义,探讨了该精细结构常数背后引发深思的物理本质。

电子关联对类铍离子1s^22s2p^3P_(0,1)能级的超精细结构常数的影响

基于MCDF方法系统地计算了Z=20~83范围内24个类铍离子的1s22s2p3P0,1态的精细结构,得到了与其它理论和实验符合很好的结果.在此基础上,进一步计算了超精细结构对角及非对角常数,并分析了不同电子关联效应和Breit相互作用对它们的影响.

Co^(2+)离子在CsMgCl_3晶体中的g因子和超精细结构常数研究

用基团模型的 3d7离子在三角对称下的高阶微扰公式计算了CsMgCl3 晶体中Co2 + 杂质中心的 g因子g∥ ,g⊥ 和超精细结构常数A∥ 和A⊥ .计算中 ,不仅考虑了基态和激发态间的组态相互作用效应 ,而且考虑了 3d7离子d轨道与配体 p轨道之间的共价效应 ,与这两种效应相关的参数可由所研究晶体的光谱和结构数据得到 .在考虑了键长与键角的微弱畸变后 。

精细结构常数及其物理意义

精细结构常数是基本物理常数之一,阐述了精细结构常数的由来,揭示了在不同情况下该常数表现出来的不同物理本质.

精细结构常数α发生改变的唯象分析

最近实验显示精细结构常数α=2e c是可变的,e,,c3个量中哪一个改变而导致α改变是当前难题之一.在电子取静质量的情况下,由Dirac大数D、Planck质量mPl和Planck大数A算得α≈1137.313,与惯用值α≈1137.036符合很好.在动态情况下,电子的电量e将随电子质量的增加而增加,则精细结构常数α是可变的.据轻子结构的亚夸克动态模型,轻子将出现"反常质量"、"反常电荷"、"反常磁矩"等效应,计算得到的与"反常电荷"相关的"反常磁矩"和实验值相符,可以认为电子电荷改变是由电子的"反常电荷"引起的.

精细结构常数的测量和光速的变化

简述了精细结构常数 (FSC)的定义和测量 ,介绍了J .Webb等人根据对遥远的类星体观测发现的FSC异常。他们所分析的光是宇宙早期时天体发出的光 ,发现那时α之值较小 ,故认为宇宙早期时光速值较大。介绍了P .Davies等于最近提出的理论观点 ,认为在创世大爆炸时光速非常大 ,据此容易解释宇宙的大尺度均匀性 ;如光速可变 ,就必须重新审查关于时空的理论 (狭义相对论SR)。为了解释Webb实验 ,本文提出了一个新观点 ,即认为在宇宙的早期光子速度较快、能量较大 ,亦即在那时光速值 (c)和Planck常数值 (h)

在原子物理学中巧用精细结构常数

量纲分析法是研究较为复杂的自然现象中各物理量之间的关系及内在规律性的有效工具,在量纲分析法的基础上,作者探讨了精细结构常数在原子物理学中的应用。

Li^+离子精密光谱与精细结构常数确定

精细结构常数是无量纲的基本物理常数,它表征电磁相互作用强度,其高精度确定对基本物理理论的验证及新物理预言至关重要。氦原子及类氦离子是最简单的多电子体系,其(1s2p)P三重态精细结构劈裂强烈依赖于精细结构常数。开展对氦原子及类氦离子2S^2P态精密光谱测量可以检验现有的两电子量子电动力学(QED)理论计算,同时也提供了高精度确定精细结构常数的独立方法。目前,氦原子的2P三重态精细结构光谱测量实验达到ppb精度,已触及到高阶QED效应,而与之有相似能谱结构的Li^+离子测量精度要低2~3个量级。由于QED高阶效应对电荷数Z极其敏感,提高Li^+的光谱测量精度,可对QED理论计算进行更为严格的检验。该研究拟采用激光冷却的Ca^+对由Li^+亚稳态进行协同冷却,实现对Li^+内外自由度的精确控制,获得几十m K量级处于亚稳态的Li^+离子晶体,进而对2S^2P三重态548.5 nm跃迁进行光谱测量,预期相对精度达到10~8,较目前Li^+同类实验精度提高两个量级;同时,开展对现有QED理论进行独立检验,提高理论预言的可靠性;通过实验光谱与理论预言的对比在10~8相对精度上独立确定精细结构常数。

Chaplygin气体与精细结构常数的宇宙学演化(英文)

Chaplygin气体作为暗能量的候选者,可以由标量场来实现.该标量场又同时使得精细结构常数α随着宇宙的演化而演化.在十多年之前,人们对类星体的观测中发现了这一现象,并引起了国内外学者的广泛关注.本文作者考虑了各种Chaplygin气体模型,并与试验进行比较,发现只要暗能量的状态方程参数不是严格等于-1,这些模型都能很好地解释Δα/α的变化.此外,等效原理依然是成立的.

演化的精细结构常数是宇宙继续加速膨胀的证据

作者证明了Planck常数是Lorentz不变量,论证了黑洞理论中的广义热力学第二定律不能限制电子电荷的宇宙学演化;并用两种方法更仔细地证明了“电子电荷不是Lorentz不变量”,同时指出满足连续性方程的无数四维矢量中仅有一个是Lorentz四矢量,忽视了这一点,便造成了历史上证明“电子电荷是Lorentz不变量”的失误;联系最近高能物理中在大动量转移下首次纯弱电测量中得到精细结构常数值增加的结果,不需要增加任何新的假设,在现有的物理学理论框架内可以理解精细结构常数演化的事实是宇宙继续加速膨胀的证据之一。

精细结构常数的物理意义和理论计算

本文介绍原子物理学中重要的无量纲常数之一的精细结构常数的由来,讨论它的物理意义和理论计算。

精细结构常数α的物理意义

精细结构常数α具有深刻的物理本质 ,它是理解量子力学新意义———曲率解释的一个极重要的物理常数。有了量子力学的曲率解释 ,电子的波动性和粒子性得到了统一 ,电子的曲率对应粒子性 。

Ga原子4s^24p及4s^25s态的超精细结构常数

基于相对论多组态Dirac-Fock(MCDF)方法的GRASP2K程序,通过系统的考虑电子关联效应和相对论效应,详细计算了^(71)Ga原子的基态4s^24p^2P_(1/2)、亚稳态4s^24p^2P_(3/2)及激发态4s^5s^2S_(1/2)的超精细结构常数.结果表明原子实的极化效应对超精细结构常数起到了重要作用.

中性硅3s^23P^2 ~3P_2,~1D_2→3s3p^3 ~3D_3~o跃迁能量,超精细结构常数与同位素移动的MCDHF计算

本文使用多组态Dirac-Hartree-Fock方法计算了^(29)Si的3s^23p^2 ~3P_2,~1D_2→3s3p^3D_3~0跃迁能量和~3P_2,~3D_3~0超精细结构A常数以及Si同位素^(29)Si,^(30)Si和^(31)Si相对于^(28)Si在3s^23p^2 ~3P_2→3s3p^3 ~3D_3~0跃迁的同位素移动.通过尝试双电子激发(SD)和三电子激发(SDT),分别考虑VV相关,CV相关和CC相关产生各种不同的扩展组态波函数得到的计算结果和实验值的比较,推测了对于中性硅原子这两个组态,内壳层2p2s,1s电子活动到外壳层的概率较小,而3s3p壳层中的电子都比较活跃,但主要是在n=3,4的壳层内活动,活动到更高n壳层的概率则比较小.

LiCl:Cu^(2+)晶体的局域结构、吸收光谱、顺磁g因子和超精细结构常数的研究

在赵等提出的半自洽场自由Cu2+的3d轨道模型的基础上,利用点电荷模型,通过微扰理论方法,建立了Li Cl:Cu2+的局域结构与吸收光谱、顺磁g因子、超精细结构常数之间的定量关系.计算结果表明:Li Cl:Cu2+局域结构为拉伸的D4h对称八面体结构,键长R⊥=0.2196nm,R∥=0.2544nm,键长畸变△R⊥=-0.0369nm,△R∥=-0.0021nm,E1(2B1g→2B2g):10970 cm-1,E2(2B1g→2Eg):12563 cm-1,E3(2B1g→2A1g):4027 cm-1,g∥=2.447,g⊥=2.087,A∥=-0.0090 cm-1,A⊥=0.0030 cm-1,与实验观测值符合很好,这为进一步研究掺杂顺磁离子晶体的结构、电磁等性质提供了一种可行的理论方法.

精细结构常数及其测量

精细结构常数是研究电磁间相互作用的重要常数。本文首先简述了精细结构常数的基本概念,揭示了在不同情况下该常数表现出来的不同物理本质,然后介绍了精细结构常数的测量方法,以及精细结构常数的研究进展,并指出其值有可能是变化的。

精细结构常数及其测定

本文评述了精细结构常数ａ测定的发展概况，分别讨论并给出了量子电动力学理论与不用量子电动力学理论测定ａ值的方法和误差范围．以氢原子的精细结构裂距或超精细结构裂距确定ａ值，其误差至少为±２ｐｐｍ．由电子或正电子的反常磁矩的测量和计算得到的ａ值的精度可高一些．用质子 磁比法测得的ａ值，误差大约为４ｐｐｍ．按量子霍耳效应方法测定ａ值，误差主要来源于标准电阻的不稳定性，它比氢原子的精细结构和超精细结构裂距法的误差还要小。

钫原子磁偶极超精细结构常数及其同位素的磁偶极矩的理论计算

应用基于B样条基组的相对论耦合簇理论方法,计算了^(212)Fr原子的n S (n=7—12), n P (n=7—12)和n D (n=6—11)态的磁偶极超精细结构常数.与精确实验值的比较说明这套理论方法能精确计算出磁偶极超精细结构常数,其中7P态的磁偶极超精细常数的理论值与实验值之间的差异小于1%.在忽略场移效应对Fr原子7P态超精细结构常数的影响下,通过结合实验值进一步定出了^(207-213,220-228)Fr核磁偶极矩μ,这些值与已有的测量值具有非常好的一致性.本文报道了12S, n P (n=9—12)和n D (n=10—11)态的磁偶极超精细结构常数.