Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2020, выпуск 11 » Статья стр. 1596
<<<>>>
Прямое диссоциативное возбуждение гетероядерных и гомоядерных ионов инертных газов электронным ударом
DOI: 10.21883/OS.2020.11.50161.171-20
Переводная версия: 10.1134/S0030400X20110144
Кислов К.С. 1, Нариц А.А.1, Лебедев В.С.1
1Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия
Email: kislov93@mail.ru, vlebedev@sci.lebedev.ru
Выставление онлайн: 20 августа 2020 г.
PDF версия
Дано теоретическое описание процесса диссоциативного возбуждения молекулярного иона электронным ударом в условиях эффективного заселения огромного числа его колебательно-вращательных уровней. Рассмотрение базируется на квантовой версии теории неадиабатических переходов между электронными термами молекулярного иона и на замене суммирования по vJ-уровням на интегрирование по v и J. Получены полуаналитические формулы для интегрального вклада всего колебательно-вращательного квазиконтинуума в сечения, sigmaTde(ε), и константы скорости, alphade(T,Te), изучаемого процесса в плазме с температурами Te и T ее электронной и ионной компонент. Разработанная теория использована для исследования процессов диссоциативного возбуждения гетероядерных (HeXe+ и ArXe+) и гомоядерных (Ar2+ и Xe2+) ионов инертных газов. Установлена сильная зависимость результатов от энергии диссоциации иона и большие отличия в поведении и характерных величинах sigmaTde(ε) и alphade(T,Te) для указанных систем в различных диапазонах энергий, ε, и температур Te и T. Определены области доминирования вкладов двух конкурирующих каналов: прямого диссоциативного возбуждения и диссоциативной рекомбинации в полные сечения и скорости разрушения молекулярных ионов инертных газов электронным ударом. В результате анализа поведения дифференциальных констант скоростей диссоциативного возбуждения в единичный интервал энергии электрона в конечном канале реакции продемонстрированы качественные различия в динамике этого процесса в случаях слабосвязанных и умеренносвязанных молекулярных ионах. Ключевые слова: диссоциациативное возбуждение, столкновения с электронами ионов, диссоциативная рекомбинация, неадиабатические переходы, электронные термы, гомоядерные и гетероядерные ионы инертных газов.
  1. Piel A. Plasma Physics. 2nd edition, Cham: Springer International Publishing AG, 2017. 463 p. doi 10.1007/978-3-319-63427-2
  2. Fridman A., Kennedy L.A. Plasma Physics and Engineering. 2nd edition, N. Y.: CRC Press Taylor \& Francis Group, 2011. 941 p
  3. Биберман Л.М., Воробьев В.С., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. M.: Наука, 1982. 378 с
  4. Capitelli M., Fereirra C.M., Gordiets B.M., Osipov A.I. Plasma Kinetics in Atmospheric Gases. Berlin, Heidelberg: Springer, 2000. 300 p. doi 10.1007/978-3-662-04158-1
  5. Smirnov B.M. Microphysics of Atmospheric Phenomena. Cham: Springer International Publishing Switzerland, 2017. 270 p. doi 10.1007/978-3-319-30813-5
  6. Sreckovic V.A., Mihajlov A.A., Ignjatovic Lj.M., Dimitrijevic M.S. // Adv. Space Res. 2014. V. 54. N 7. P. 1264. doi 10.1016/j.asr.2013.11.017
  7. Suazo M., Prieto J., Escala A., Schleicher D.R. // The Astrophysical J. 2019. V. 885. N 2. P. 127. doi 10.3847/1538-4357/ab45eb
  8. Sugimura K., Coppola C.M., Omukai K., Galli D., Palla F. // MNRAS. 2016. V. 456. N 1. P. 270. doi doi.org/10.1093/mnras/stv2655
  9. Cooley J.E., Urdahl R., Xue J., Denning M., Tian P., Kushner M.J. // Plasma Sources Sci. Technol. 2015. V. 24. N 6. P. 065009. doi 10.1088/0963-0252/24/6/065009
  10. Emmons D.J., Weeks D.E. // J. App. Phys. 2017. V. 121. N 20. P. 203301. doi 10.1063/1.4983678
  11. Emmons D.J., Weeks D.E., Eshel B., Perram G.P. // J. Appl. Phys. 2018. V. 123. N 4. P. 043304. doi 10.1063/1.5009337
  12. Hoskinson A.R., Gregorio J., Hopwood J., Galbally-Kinney K., Davis S.J., Rawlins W.T. // J. App. Phys. 2016. V. 119. N 23. P. 233301. doi 10.1063/1.4954077
  13. Sun P., Zuo D., Mikheyev P.A., Han J., Heaven M.C. // Opt. Express 2019. V. 27. N 16. P. 22289. doi 10.1364/OE.27.022289
  14. Belic D.S., Urbain X., Cherkani-Hassani H., Defrance P. // Phys. Rev. A. 2017. V. 95. N 5. P. 052702. doi 10.1103/PhysRevA.95.052702
  15. Defrance P., Jureta J., Lecointre J., Giglio E., Gervais B., Dal Cappello C., Ruiz-Lopez M., Charpentier I., Hervieux P.-A. // Phys. Rev. A. 2014. V. 90. N 4. P. 042704. doi 10.1103/PhysRevA.90.042704
  16. Wang E., Shan X., Shen Zh., Gong M., Tang Y., Pan Y., Lau K.-C., Chen X. // Phys. Rev. A. 2015. V. 91. N 5. P. 052711. doi 10.1103/PhysRevA.91.052711
  17. Larsson M., Orel A.E. Dissociative Recombination of Molecular Ions. Cambridge: Cambridge University Press, 2008. 392 p
  18. Fifirig M., Stroe M. // J. Phys. B. 2011. V. 44. P. 085202. doi 10.1088/0953-4075/44/8/085202
  19. Lecointre J., Jureta J.J., Mitchell J.B.A., Ngassam V., Orel A.E., Defrance P. // J. Phys. B. 2008. V. 41. N 4. P. 045201. doi 10.1088/0953-4075/41/4/045201
  20. Lukavc P., Mikuvs O., Morva I., Zabudla Z., Trnovec J., Morvova M. // Contrib. Plasma Phys. 2011. V. 51. N 7. P. 672. doi 10.1002/ctpp.201000084
  21. Lukavc P., Mikuvs O., Morva I., Zabudla Z., Trnovec J., Morvova M., Hensel K. // Plasma Sources Sci. Technol. 2012. V. 21. N 6. P. 065002. doi 10.1088/0963-0252/21/6/065002
  22. Novotny O., Buhr H., Geppert W., Grieser M., Hamberg M., Krantz C., Mendes M.B., Petrignani A., Repnow R., Savin D.W., Schwalm D., Stutzel J., Schwalm D. // The Astrophysical J. 2018. V. 862. N 2. P. 166. doi 10.3847/1538-4357/aacefc
  23. Иванов В.А., Петровская А.С., Скобло Ю.Э. // ЖЭТФ. 2019. Т. 155. N 5. С. 901. doi 10.1134/S0044451019050146
  24. Shapko D., Dohnal P., Kassayova M., Kalosi A., Rednyk S., Rouvcka vS., Plavsil R., Augustovivcova L.D., Johnsen R., vSpirko V., Glosik J. // J. Chem. Phys. 2020. V. 152 N 2. P. 024301. doi 10.1063/1.5128330
  25. Bates D.R. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1991. V. 24. N 3. P. 703. doi 10.1088/0953-4075/24/3/025
  26. Orel A.E., Ngassam V., Roos J.B., Royal J., Larson Angstrem. // J. Phys.: Conf. Ser. 2009. V. 192. P. 012006. doi 10.1088/1742-6596/192/1/012006
  27. Dissociative Recombination of Molecular Ions with Electrons. Ed. by Guberman S.L. N. Y.: Springer, 2013. 473 p. doi 10.1007/978-1-4615-0083-4
  28. Little D.A., Chakrabarti K., Mezei J.Zs., Schneider I.F., Tennyson J. // Phys. Rev. A. 2014. V. 90. N 5. P. 052705. doi 10.1103/PhysRevA.90.052705
  29. Douguet N., Fonseca dos Santos S., Kokoouline V., Orel A.E. // EPJ Web of Conferences. 2018. V. 84. P. 07003. doi 10.1051/epjconf/20158407003
  30. Kokoouline V., Ayouz M., Mezei J.Z., Hassouni K., Schneider I.F. // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. N 11. P. 115007. doi 10.1088/1361-6595/aae6f7
  31. vCurik R., Hvizdovs D., Greene C.H. // Phys. Rev. Lett. 2020. V. 124. N 4. P. 043401. doi 10.1103/PhysRevLett.124.043401
  32. Иванов В.А. // УФН. 1992. Т. 162. N 1. С. 35. doi10.3367/UFNr.0162.199201b.0035
  33. Florescu-Mitchell A.I., Mitchell J.B.A. // Phys. Rep. 2006. V. 430. N 5-6. P. 277. doi 10.1016/j.physrep.2006.04.002
  34. Yousif F.B., Mitchell J.B.A. // Z. Phys. D. 1995. V. 34. P. 195. doi 10.1007/BF01437688
  35. Andersen L.H., Johnson P.J., Kella D., Pedersen H.B., Vejby-Christensen L. // Phys. Rev. A. 1997. V. 55. P. 2799. doi 10.1103/PhysRevA.55.2799
  36. Abdellahi E., Ghazaly M.O., Jureta J., Urbain X., Defrance P. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2004. V. 37. P. 2467. doi 10.1088/0953-4075/37/12/003
  37. Yousif F.B., Van der Donk P.J.T., Orakzai M., Mitchell J.B.A. // Phys. Rev. A. 1991. V. 44. P. 5653. doi 10.1103/PhysRevA.44.5653
  38. Tennyson J., Noble C.J. // J. Phys. B 1985. V. 18. P. 155. doi 10.1088/0022-3700/18/1/018
  39. Takagi T. // Phys. Scr. 2002. V. 2002. P. 52. doi 10.1238/Physica.Topical.096a00052
  40. Stroe M., Fifirig M. // J. Phys. B. 2009. V. 42. P. 205203. doi 10.1088/0953-4075/42/20/205203
  41. Varlan A., Duca M., Fifirig M. // Mol. Phys. 2010. V. 106. N 16. P. 2093. doi 10.1080/00268976.2010.505211
  42. Orel A.E. // Phys. Rev. A. 1992. V. 46. P. 1333. doi 10.1103/PhysRevA.46.1333
  43. Gorfinkiel J.D., Tennyson J. // J. Phys. B. 2004. V. 37. P. L343. doi 10.1088/0953-4075/37/20/L01
  44. Иванов В.А. // Опт. и спектр. 1992. Т. 73. N 3. С. 637
  45. Ivanov V.A., Prikhodjko A.S. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1991. V. 24 N 18. P. L459. doi 10.1088/0953-4075/24/18/005
  46. Jonkers J., van de Sande M., Sola A., Gamero A., Rodero A., van der Mullen J. // Plasma Sources Sci. Technol. 2003. V. 12. N 3. P. 464. doi 10.1088/0963-0252/12/3/323
  47. Марченко В.С. // ЖЭТФ. 1983. Т. 85. С. 500
  48. Bultel A., van Ootegem B., Bourdon A., Vervisch P. // Phys. Rev. E. 2002. V. 65. N 4. P. 046406. doi 10.1103/physreve.65.046406
  49. Лебедев В.С., Кислов К.С., Нариц А.А. // ЖЭТФ. 2020. Т. 157. N 4. С. 579. doi 10.31857/S004445102004001X
  50. Кислов К.С., Нариц А.А., Лебедев В.С. // Опт. и спектр. 2020. Т. 128. N 4. С. 462. doi 10.21883/OS.2020.04.49195.319-19
  51. Lebedev V.S., Kislov K.S., Narits A.A. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. N 2. P. 025002 doi 10.1088/1361-6595/ab652f
  52. Lebedev V.S., Presnyakov L.P. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2002. V. 35. N 21. P. 4347. doi 10.1088/0953-4075/35/21/303
  53. Peverall R., Rosen S., Peterson J.R., Larsson M., Al-Khalili A., Vikor L., Semaniak J., Bobbenkamp R., Padellec A.L., Maurellis A.N., van der Zande W.J. // J. Chem. Phys. 2001. V. 114. N 15. P. 6679. doi 10.1063/1.1349079
  54. Peterson J.R., Padellec A.L., Danared H., Dunn G.H., Larsson M., Larson A., Peverall R., Stromholm C., Rosen S., af Ugglas M., van der Zande W.J. // J. Chem. Phys. 1998. V. 108. N 5. P. 1978. doi 10.1063/1.475577
  55. Rice O.K. // J. Chem. Phys. 1933. V. 1. N 6. P. 375. doi 10.1063/1.1749305
  56. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. М.: Физматлит, 2004. 800 c
  57. Lebedev V.S. Collision Processes of Highly Excited Atoms with Neutral Particles. Cambridge: Cambridge Scientific Publishers, 2004. 308 p
  58. Beigman I.L., Lebedev V.S. // Phys. Rep. 1995. V. 250. N 3--5. P.95. doi 10.1016/0370-1573(95)00074-Q
  59. Lebedev V.S., Beigman I.L. Physics of Highly Excited Atoms and Ions. Berlin, Heidelberg: Springer, 1998. 298 p. doi 10.1007/978-3-642-72175-5
  60. Иванов В.А., Лебедев В.С., Марченко В.С. // ЖЭТФ. 1988. Т. 94. N 5(11). С. 86
  61. Lebedev V.S. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1991. V. 24. N 8. P. 1993. doi 10.1088/0953-4075/24/8/016
  62. Zehnder O., Mastalerz R., Reiher M., Merkt F., Dresser R.A. // J. Chem. Phys. 2008. V. 128. N 23. P. 234306. doi 10.1063/1.2937133
  63. Ha T.-K., Rupper P., Wuest A., Merkt F. // Mol. Phys. 2003. V. 101. N 6. P. 827. doi 10.1080/0026897031000075624
  64. Viehland L.A., Gray B.R., Wright T.G. // Mol. Phys. 2010. V. 108. N 5. P. 547 doi 10.1080/00268971003604583
  65. Гореславский С.П., Делоне Н.Б., Крайнов В.П. // ЖЭТФ. 1982. Т. 82. N 6. С. 1789
  66. Жданов В.П., Чибисов М.И. // ЖЭТФ. 1978. Т. 74. N 1. С. 75
  67. Лебедев В.С., Марченко В.С. // ЖЭТФ. 1983. Т. 84. N 5. С. 1623
  68. Gadea F. X., Paidarova I. // Chem. Phys. 1996. V. 209 N 2-3. P. 281--290. doi 10.1016/0301-0104(96)00107-3
  69. Paidarova I., Gadea F.X. // Chem. Phys. 2001. V. 274 N 1. P. 1. doi 10.1016/s0301-0104(01)00505-5
  70. Shiu Y.J., Biondi M.A., Sipler D.P. // Phys. Rev. A. 1977. V. 15. N 2. P. 494. doi 10.1103/PhysRevA.15.494
  71. Shiu Y.J., Biondi M.A. // Phys. Rev. A. 1978. V. 17. N 3. P. 868. doi 10.1103/PhysRevA.17.868
  72. Лебедев В.С., Кислов К.С., Нариц А.А. // Письма в ЖЭТФ. 2018. Т. 108. N 9. С. 618. doi 10.1134/S0370274X18210038

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme