Аномальное упругое рассеяние рентгеновского излучения атомом, атомным ионом и молекулой тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

ДЗЮБА Дмитрий Владимирович

АНОМАЛЬНОЕ УПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ АТОМОМ, АТОМНЫМ ИОНОМ И МОЛЕКУЛОЙ

01 04 05 - оптика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Воронеж - 2007

003071207

Работа выполнена в Ростовском государственном университете путей сообщения

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

доцент Хоперский Алексей Николаевич

Официальные оппонен гы: доктор физико-математических наук,

профессор Бугаев Лусеген Лрменакович

кандидат физико-математических наук, Меремьянин Алексей Васильевич

Ведущая организация: Саша-Петербургский государственный

университет

Защита диссертации состоится "24" мая 2007 г в 17.30 часов на заседании Диссертационного совета Д 212 038 06 при Воронежском I осударственном университете по адресу. 394006, Воронеж, Университетская пл , 1, конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета

Автореферат разослан "_23_" апреля 2007 г

Ученый секретарь Диссертационного совета

доктор физико-математических наук, профессор

Дрождин С II

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена теоретическому исследованию процесса упругого (Рэлеевского) рассечния жесткого (энергия фогонов Иш от 300 эВ до 1 5 МэВ) рентгеновского излучения электронами атома с открытой оболочкой, многозарядного атомного иона и линейной многоатомной молекулы в условиях аномальной дисперсии, когда энергия падающего фотона близка к энергии порога ионизации глубокой оболочки

Для достижения поставленной цели развиты соответствующие многочастичная квантовая теория и методы расчета

Их результаты апробированы при расчете абсолютных величин и формы дифференциальных сечений аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона атомами неона (10Ые), марганца (25Мп), меди (29Си), бериллиеподобным ионом неона (Ие6+) и молекулой ацетилена (С2Н2) в области энергий К-порога ионизации, а также атомом неона и неоноподобными ионами кремния (Б14+) и аргона (Аг8+) в области энергий К-и КЬгз-порогов ионизации

Актуальность темы Исследования процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения такими многоэлектронными системами как атом с открытой оболочкой, многозарядный атомный ион и линейная многоатомная молекула широко востребованы современной фундаментальной и прикладной физикой, в частности, в контексте проблем решения широкого класса задач физики плазмы, поверхности, металлов, полупроводников

Существующие в мировой научно-исследовательской практике квантовомеханические методы расчета [1] в аномально-дисперсионных областях рассеяния рентгеновского излучения атомом и атомным ионом приводят к бесконечным (нефизическим) значениям величин резонансов дифференциального сечения рассеяния и более чем 50% расхождениям с экспериментом [2] в области энергий порога ионизации глубокой оболочки

В серии теоретических работ последних лет (обобщенных в монографии Хоперского и Явна (2004) [3]) было показано, что основная причина такого положения дел - игнорирование этими методами широкой иерархии многочастичных эффектов, существенно определяющих структуру и форму теоретического спектра аномального упругого рассеяния

В монографии [3] теоретические исследования роли многочастичных эффектов при аномальном упругом рассеянии рентгеновского фотона такими фундаментальными многоэлектронными объектами как атом с открытой оболочкой в основном состоянии, многозарядный атомный ион и линейная многоатомная молекула практически лишь намечены

Таким образом, представляется актуальной проблема дальнейшей разработки методов расчета спектральных характеристик процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения атомом с открытой оболочкой, многозарядным атомным ионом и линейной многоатомной молекулой в области энергий порогов ионизации их глубоких оболочек с учетом многочастичных эффектов

Исследование данной проблемы составило основную чей, диссертации и потребовало решения следующих основных задач

- дальнейшей разработки методов расчета абсолютных величин и формы сечения погчощения рентгеновского излучения глубокими оболочками атомов, ионов и молекул с учетом многочастичных эффектов,

- дальнейшей разработки многочастичной квантовой теории и методов расчета собственно амплитуды вероятности процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона в области энергий порогов ионизации глубоких оболочек атома, иона и молекулы

Выбор объекта исследования При описании процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения атомом, входящим в состав химических соединений, аномально-дисперсионные вещественная и мнимая части амплитуды вероятности рассеяния могут быть с высокой степенью точности представлены в виде произведения атомной и твердотельной составляющих [4] Результаты проведенных исследований спектров поглощения рентгеновского излучения кристаллами [5] позволяют предположить следующее При расчете твердотельной составляющей удовлетворительные результаты должны получаться уже в одноэлектронном приближении, тогда как при расчете атомной составляющей принципиально необходим учет многочастичных эффектов

В связи с этим для решения поставленных задач в качестве объектов исследования выбраны свободные атомы, атомные ионы и молекулы Научная новизна. В диссертации разработаны методы расчета, позволяющие учитывать влияние многочастичных эффектов на формирование теоретических спектров аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения атомом с открытой оболочкой, многозарядным атомным ионом и линейной многоатомной молекулой в области энергий порогов ионизации их глубоких оболочек

Решение этой задачи определило новизну всех основных результатов диссертации В частности впервые

- выяснена роль многочастичных и мультиплетных эффектов в определении абсолютных значений и формы дифференциального сечения аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения в области энергий порогов ионизации глубоких оболочек атома с открытой оболочкой, многозарядного атомного иона и линейной многоатомной молекулы,

- предсказан сильный ориентационпый эффект в спектрах аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения линейной многоатомной молекулой при изменении положения ее оси относительно плоскости рассеяния

Научная и практическая ценность Развитые в диссертации методы расчета могут быть обобщены, в частности, на случай твердых тел, что определяет их ценность для дальнейшего развития квантовой 1еории и методов расчета спектральных характеристик процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения веществом в конденсированном состоянии

Результаты расчета для атома с открытой оболочкой и многозарядного атомного иона могут быть использованы, в частности, при исследованиях в области физики взаимодействия лазерного излучения с атомом и ионом [6-8]

Результаты расчета для линейной многоатомной молекулы могут, в частности, служить основанием для создания новых экспериментальных методов анализа, изготовления и контроля «ориентированных» многоэлектронных систем

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Разработаны теоретические и вычислительные методы расчета абсолютных величин и формы дифференциального сечения аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона в области порогов ионизации глубоких оболочек атома с открытой оболочкой, многозарядного атомного иона и линейной многоатомной молекулы с учетом многочастичных эффектов

2. Переход от атома N6 к его многозарядному иону сопровождается качественным изменением формы спектра рассеяния в области К- и КХ2з-порогов ионизации Энергетические области К- и КЬгз-резонансов рассеяния расширяются, а интенсивности резонансов становятся аномально большими При этом для неоноподобных ионов группа сильно смешивающихся состояний 1б2р —> Зр2, ЗэЗс! возбуждений энергетически значительно отделяется от других групп состояний двойного возбуждения

3. Эффекты радиальной релаксации, конфигурационного взаимодействия, мультиплетного расщепления и двойного возбуждения/ионизации существенно определяют абсолютные величины и форму спектра рассеяния в области К-порога ионизации атома с открытой оболочкой в основном состоянии

4 Изменение положения оси линейной многоатомной молекулы относительно плоскости рассеяния приводит к сильному ориентационному эффекту в форме спектра рассеяния в области порога ионизации глубокой молекулярной орбитали При этом для каждого типа пространственной ориентации эффект радиальной релаксации молекулярных орбиталей в поле глубокой вакансии существенно определяет абсолютные величины и форму спектра рассеяния Лнчнын вклад автора в диссертационную работу. Лично автором разработана основная часть методик учета многочастичных эффектов, проведены большинство конкретных расчетов рентгеновских спектров поглощения и упругого рассеяния и составлена часть программ для ЭВМ, реализующих указанные методики

Постановка задач, исследования, основные теоретические выводы и положения, выносимые на защиту, выполнены под руководством Хоперского А Н Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и опубликованы в материалах следующих международных конференций

1 20-я Международная конференция по рентгеновскому излучению и внутриоболочечным процессам (Мельбурн, Австралия - 2005),

2 12-я Международная конференция по тонкой структуре рентгеновского поглощения (Мальмо, Швеция - 2003),

3 8-я Европейская конференция по атомной и молекулярной физике (Рене, Франция - 2004),

4 9-я Международная конференция по электронной спектроскопии и структуре (Упсала, Швеция - 2003)

Структура диссертации. Работа состоит из Введения, 4-х Глав, Заключения, изложена на 127 страницах машинописного текста, включая 20 рисунков, 5 таблиц и библиографию из 112 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во ВВЕДЕНИИ показаны актуальность и новизна темы диссертации, сформулированы основная цель и задачи исследования, обоснованы выбор объектов исследования, научная и практическая ценность полученных результатов, охарактеризован личный вклад автора в диссертационную работу Сформулированы научные положения, выносимые на защиту

В ПЕРВОЙ главе сделан обзор современного состояния экспериментальных и теоретических исследований процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения атомом с открытой оболочкой, многозарядным атомным ионом и многоатомной линейной молекулой

1 Результаты измерений абсолютных величин и форм дифференциального сечения процесса для атомов с открытой оболочкой ene аномально-дисперсионных областей упругого рассеяния хорошо согласуются с теоретическими Однако по мере приближения к области энергий порогов ионизации глубоких 1 ¿-оболочек обнаруживаются значительные (до -50%) расхождения теории и эксперимента Причины расхождений не установлены

2 Проведены расчеты абсолютных значений и форм и установлена сильная немонотонность дифференциальных сечений процесса для ряда атомов с открытой оболочкой и многозарядных ионов в областях, примыкающих к аномально-дисперсионной Теоретические исследования роли многочастичных эффектов в непосредственно аномально-дисперсионных областях рассеяния отсутствуют

3 Построен нерелятивистский вариант квантовой теории процесса резонансного упругого рассеяния рентгеновского фотона неориентированной в пространстве двухатомной молекулой [9] Обобщение теории на случай многоатомной линейной молекулы, а также с целью учета (а) ориентационных и многочастичных эффектов и (б) аналитической структуры формфактора молекулы вне рамок приближения его представления полным числом электронов в молекуле [9] и приближения «атомы в молекуле» [10] не проведено

Следуя перечисленным проблемам в конце обзора сформулирована цель данной работы

Во ВТОРОЙ главе проведено построение методов расчета спектров аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона в области энергий порогов ионизации глубоких оболочек многозарядного атомного иона Развитая методика применена к расчету абсолютных значений и форм дифференциальных сечений упругого рассеяния линейно поляризованного

рентгеновского фотона атомом N6 и ионами Ме6+, Аг8+ в области энергий К- и КЬ2з~порогов ионизации

Следуя схеме предполагаемого эксперимента, когда векторы поляризации падающего и рассеянного фотонов перпендикулярны плоскости рассеяния во втором порядке квантовомеханической теории возмущений дифференциальное сечение упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского излучения электронами (Рэлеевское рассеяние) атома (иона) с 'Эо-термом основного состояния в атомной системе единиц (е = те = й = 1) принимает вид

([3],[П])

¿о-± / = г02 {ср + /')2 + (Г)2},

+ д=(2а>/фт(в/2),

nl<f

qr

rtl< f m> f

v 1 + Anm

\ nm

nl<f m> f

V1 + Anm

\ nm

-+8.

Km =(°J~ Ч™)/7n; Snm = yn/{со + conm), yn = Tnl/2,

(o„.

= h, ~ ; Vnm = \cc{a0(onm f (¡Dnm f /cr0r„)

Здесь / - уровень Ферми, т е набор квантовых чисел валентной оболочки атома (иона), D. — пространственный угол вылета рассеянного фотона, г0 — классический радиус электрона, F — формфактор (структурная функция) атома (иона), Ры(г) - радиальная часть волновой функции «/-электрона, в - угол рассеяния (угол между волновыми векторами падающего и рассеянного фотонов), со — энергия рассеиваемого фогона, с — скорость света, сопт - энергия и Dnm — матричный элемент оператора радиационного перехода nl —» т{1 ± 1) из основного состояния атома (иона) в возбужденное m-состояние с образованием «/-вакансии, /„/ - энергия порога ионизации остовной «/-оболочки атома (иона), ет - абсолютное значение энергии яг(/±1)-фотоэлектрона, Г„/ - ширина распада «/-вакансии, а - постоянная тонкой структуры, а0 — радиус Бора

N6

0 = 90°

/ I

- Ь2р Г

N

100

885 900 со. эВ

915

Рис 1

/1з= 870 23 эВ [12] /1йр = в - угол рассеяния, рассеиваемого фотона

= 917 32 эВ ео - энергия

50

£

1092

1096

, эВ

N4»

е = 90°

1100

1104

Рис 2

1 — учтены 1б—>[2,оо]р фотовозбуждения, 2 — учтены лишь 18-»[2,10]р фотовозбуждения /11=1099 131 эВ

На Рис. 1-4 представлены рассчитанные дифференциальные сечения (в единицах г02 /стерадиан , л02=7 941x1026 см2) аномального упругого рассеяния линейно поляризованного (перпендикулярно плоскости рассеяния) рентгеновского излучения атомом Ие и ионами Ые6+, Б14+, Аг8+ в области энергий порогов К- и КЬ2з-ионизации

Эффект радиальной релаксации учтен модификацией матричного элемента Опт методами теории неортогональных орбиталей Радиальная релаксация приводит к сильному (в 5—10 раз) уменьшению абсолютных значений дифференциального сечения по сравнению с результатами вычисления сечения без учета этого эффекта

Учет полноты набора одночастичных состояний фотовозбуждения осуществлен аналитически, в рамках квазиклассической аппроксимации квантовой механики для однократно- и высоковозбужденных состояний Как это наиболее наглядно видно для иона Ке6+ (Рис. 2) учет полноты набора приводит к устранению нефизического минимума и восстановлению интенсивности в области К-порога ионизации теоретического спектра рассеяния, теряемой при расчете сечения на ограниченном наборе /яр-волновых функций

БГ

О = 90е

2000 2100 ш эВ

Рис. 3 = 1905 68 эВ, /|12р = 2124 52 эВ

250 200 -&1 50

I •§100

50

3250

I

л 8+

Аг

6 = 90°

[I

3500 3750

ш,эВ

Рис. 4 /,5 = 3380 83 эВ, /152р = 3880 84 эВ

га, эВ

/" 5 4

-Л f'-Ъ -6

890 900 910 920

го, эВ

Рис. 5

Аномально - дисперсионные амплитуды У и У" для атома Ие Черные кружки -результаты синхротронных экспериментов (а) К-порог ионизации - работа Корено и др (1999) [13], (б) КЬгз-порог ионизации — работа Авальди и др (1996) [14] Сплошные кривые - расчёт данной работы (а) ширина Гц = 0 23 эВ (из работы [15]), (б) ширина Г|, = 0 65 эВ (из работы [16])

Учет процессов двойного возбуждения/ионизации основного состояния атома Ые и неоноподобных ионов 814+, Аг8+ в области энергии КЬ2з-порога ионизации осуществлен в рамках метода смешивания конфигураций с учетом эффектов радиальной релаксации в поле глубокой 1 б- и валентной 2р-вакансий

С целью тестирования надежности расчетов на Рис 5 представлено сравнение наших результатов для атома Ые с результатами синхротронных экспериментов работ [13, 14] Сравнение проведено на основе оптической теоремы — известной связи между о(со) — сечением фотопоглощения и /" — аномально-дисперсионной составляющей полной амплитуды вероятности рассеяния }"=соо{соу(47гсг0) Видим хорошее согласие с экспериментом

Полученные в Главе 2 физические результаты составили содержание второго положения, выносимого на защиту

В ТРЕТЬЕЙ главе дано обобщение квантовой теории и методов расчета, развитых для атомов с заполненными оболочками [3], на случай атома с открытой оболочкой в основном состоянии

Результаты расчета /' и /" аномально-дисперсионных составляющих амплитуды рассеяния для свободных атомов Мп (открытая Зс15-оболочка) и Си (открытая 4$'-оболочка) в области энергий К-порога ионизации представлены на Рис. 6, 7

Волновые функции состояний наиболее яркого резонанса 1£ —> 4р в спектре рассеяния атомов Си и Мп получены в представлении смешивания конфигураций с учетом эффекта мультиплетного расщепления термов в схеме ¿З-связи

Волновые функции состояний 15—>пр перехода с п > 5 и двойного возбуждения/ионизации глубокой 1 б-, субвалентной 3(1- и валентной 4б-оболочек получены без учета эффектов мультиплетного расщепления и конфигурационного взаимодействия, но с учетом эффектов радиальной релаксации

Как и ожидалось, появление мультиплетной структуры 1^—>4р резонанса рассеяния при переходе от атома с заполненными оболочками (например, 15—»4р резонанс в атоме Аг) к атому с открытой оболочкой приводит к заметному перераспределению интенсивности рассеяния в области К-порога ионизации

На Рис. 6, 7 для /"-функции на основании оптической теоремы дано сравнение результатов нашего расчета (сплошная кривая) с результатами синхротронного эксперимента для свободных атомов Мп и Си работы [17] Видим хорошее согласие с экспериментом

Экспериментальные данные работ [18], [19] и [20] для металлической фазы меди в области К-порога ионизации приведены на Рис. 7 Мы предположили, что остающиеся расхождения полученных нами результатов для функций /' и /" в случае атома меди с экспериментальными значениями указанных работ имеют место по причине влияния на сечение рассеяния твердотельных эффектов

/" 6-

) 1 Мп 1

Си

г 1 ъ

-•-о—

/' л

°° °Ч "о о ■ -л- * • ■ Р а ■

(о, эВ

Рис. 6

Черные кружки — синхротронный эксперимент работы Арпа и др (1993) [ 17] для атомарного Мп /,, = 6551 32 эВ

С), » В

Рис. 7 Синхротронный эксперимент открытые кружки — работы Арпа и др (1993) [17] для атомарной меди, черные кружки - работы Чантлера и др (2001) [18],

открытые квадраты — работы Бонзе и др (1982) [19],

черные квадраты - работы Стэнглмейера и др (1992) [20] Работы [18-20] выполнены для металлической меди /15=8987 89 эВ [17]

Полученные в Главе 3 физические результаты составили содержание третьего положения, выносимого на защиту

В ЧЕТВЁРТОЙ главе проведено исследование абсолютных величин и формы дифференциального сечения упругого рассеяния рентгеновского фотона многоатомной линейной молекулой В качестве объекта исследования выбрана молекула ацетилена С21Ь

Для контроля надежности разработанных методов расчета амплитуд вероятностей рассеяния проведено исследование абсолютных величин и формы сечения процесса поглощения рентгеновского фотона молекулой С2Н2, для которого существуют результаты синхротронных экспериментов

Сравнение с экспериментом, приведенным на Рис. 8, позволяет заключить, что теория данной работы в целом передает основные закономерности спектра фотовозбуждения и значения абсолютных величин сечения фотоионизации

287 288 289 290 291 Энергия фотона эВ

24

1 6

00

£ с,н,

с

л Л<ЛЛ ^ Х^ОЛОС!;

е

V о

2___,

300 320 340

Энергия фотона эВ

Рис. 8 Сплошная кривая - теория данной работы Синхротронный эксперимент черные кружки - работы Адачи и др (1999) [21], светлые кружки - работы Кемпгенса и др (1997) [22] /1с = 291 14 эВ

(а)

ч

и

н-> ©

1Р

(б)

Рис. 9

Пространственная ориентация молекулы С2Н2 относительно векторов поляризации падающего (е|) и рассеянного (е2) фотонов в (а) и (б) схемах предполагаемого эксперимента к), к2 - волновые векторы падающего и рассеянного фотонов в - угол рассеяния И(Д) — источник (детектор) фотонов

8 160

е 160

о

280

300 ш эВ

1 в = 90"

(б)

Рис. 10

Дифференциальное сечение

аномального упругого рассеяния линейно поляризованного

(перпендикулярно плоскости рассеяния) рентгеновского фотона молекулой С2Нг для схем (а) и (б) предполагаемого эксперимента

Дифферечоиальное сечение аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона молекулой СгН2 в области энергий порога ионизации глубокой 1 гт-молекулярной орбитали получено с учетом основного многочастичного эффекта - радиальной релаксации орбиталей молекулярного оста1ка в поле глубокой вакансии, а также ориентационпого эффекта

Рассмотрены две схемы предполагаемого эксперимента, представленные на Рис 9 В первой (а)-схеме эксперимента в аномально-дисперсионные слагаемые амплитуды вероятности рассеяния основной вклад вносят возбужденные состояния тт-симметрии, а во второй (б)-схеме эксперимента -состояния о-симметрии Это обстоятельство и порождает сильный ориентационный эффект в спектре аномального упругого рассеяния (Рис. 10)

Полученные в главе 4 физические результаты составили содержание четвертого положения, выносимого на защиту

КРАТКАЯ СВОДКА ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДОВ

1 Теоретическое исследование абсолютных величин и формы дифференциальных сечений аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона атомами с заполненными (10Ые) и открытыми (25Мп, 29Си) оболочками в основном состоянии позволило установить следующее

- в области резонансов дифференциального сечения рассеяния эффект радиальной релаксации приводит к значительному подавлению величин интеисивностей и сдвигу в коротковолновую область энергий резонансов, рассчитанных без учета этого эффекта,

- в области околопорогового рассеяния эффект радиальной релаксации приводит к перераспределению интенсивности рассеяния, рассчитанной без учета этого эффекта, между коротковолновой и длинноволновой областями дифференциального сечения рассеяния,

учет процессов двойного возбуждения/ионизации существенно определяет величину и направленность перераспределения теоретической интенсивности рассеяния

2. Теоретическое исследование абсолютных величин и формы дифференциального сечения аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона многозарядным атомным ионом (Б14+, №6+, Аг8+) в области порога ионизации 15-оболочки позволило установить, что переход от нейтрального атома к его иону с потерей внешних оболочек сопровождается

- качественной перестройкой спектра рассеяния - энергетическая область резонансов рассеяния расширяется, а их интенсивности становятся аномально большими,

- эффектом сокращения числа каналов распада глубокой вакансии, который становится доминирующим над эффектами радиальной релаксации и кратного возбуждения/ионизации основного состояния иона

3 В рамках квазиклассического приближения квантовой механики разработан аналитический метод учета полноты набора состояний

однократного фотовозбуждения при теоретическом описании амплитуды вероятности аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона атомом (ионом)

4. Теоретическое исследование абсолютных величин и формы дифференциального сечения аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона ориентированной в пространстве молекулой С2Н2 позволило установить

- возникновение сильного ориентационного эффекта при изменении схем предполагаемого эксперимента по упругому рассеянию в области энергий порогов ионизации глубоких молекулярных орбиталей,

- существенную роль процессов радиальной релаксации в становлении структуры и абсолютных величин дифференциального сечения рассеяния

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Капе Р Р, Kissel L , Pratt R Я, Roy S С Elastic scattering of y-Rays and X-Rays by atoms//Phys Reports 1986 V 140 No 2 P 75-159

2 Pratt R H X-Ray scattering // 15th Int Conf on X-Ray and Inner-Shell Processes 9-13 July, 1990 Knoxville (USA) AIP Conf Proceedings, No 215, New York, P 8798

3 Хоперский A H, Явна В А Рассеяние фотона многоэлектронной системой М Энергоатомиздат, 2004, 276 с

4 Ravel В, Bouldm СЕ, Renevier Н, Hodean JL, Berar J F Edge separation using diffraction anomalous fine structure // J Synchrotron Rad 1999 V 6 Part 3 P 338-340

5 Ведринский P В, Гегузин ИН Рентгеновские спектры поглощения твердых тел М Энергоатомиздат, 1991, 184 с

6. Элтон Р Рентгеновские лазеры М Мир, 1994, 335 с

7 Jaegle Р, Carillon А, Dhez Р, Gauthe Р, Gadi F, Jamelot G, Khsnick A X-Ray Laser Experiment with a Long Recombming-Plasma Column // Europhys Lett 1988 V.7 No 4 P 337-342

8 MacGowan В J, Da SilvaLB, Fields DJ, Keane С J, Koch J A , Loudon RA, Mattnews D L, Maxon S, Mrowka S, Osterheld A L, Scofield JH, Shimkaveg G, Trebes JE, Walling RS Short wavelength X-Ray Laser research at the Lawrence Livermore National Laboratory //Phys Fluids В 1992 V4 No 7 P 2326-2337

9. Gel'mukhanov F, Agren H Theory of resonant elastic X-Ray scattering by free molecules//Phys Rev A 1997 V56 No 4 P 2676-2684

10. Флайгер У Строение и динамика молекул Т 1, 2 М Мир, 1982, 872 с

11. Хоперский АН, Явна В А Многоэлектронные эффекты при аномальном упругом рассеянии рентгеновского излучения на атоме // ЖЭТФ 1995 Т 107 Вып 2 С 328-336

12 Deslattes R D, Kessler E G Jr, Indelicate P, de Billy L , Lmdroth E, Anton J X-ray transition energies new approach to a comprehensive evaluation // Rev Mod Phys 2003 V 75 No 1 P 35-101

13. Coreno M, Avaldi L , Camilloni R , Prince КС, de Simone M, Karvonen J, Colle R, Simonucci S Measurement and ab initio calculation of the Ne photoabsorption spectrum in the region of the К edge 11 Phys Rev A 1999 V 59 No 3 P 2494-2497

14. Avaldi L, Camilloni R, Stefani G, Comicioli C, Zacchigna M, Prince КС, Zitmk M, Quaresuna C, Ottaviani C, Crotti C, Perfetti P Observation of Аг(2р53р5л/л T) and Ne(ls2p5/i/n7/) inner-shell doubly excited states // J Phys В At Mol Opt Phys 1996 V 29 P L737-L744

15. Campbell JL, Papp T Widths of the atomic K-N7 levels // At Data Nucl Data Tables 2001 V 77 No 1 P 1-56

16. Esteva JM, Gauthe B, Dhez P, Karnatak RC Double excitation in the К absorbtion spectrum of neon// J Phys В At Mol Phys 1983 V 16 P L263-L268

17. Arp U, Lagutin BM, Materlik G, Petrov ID, Sonntag В , Sukhorukov VL Kabsorption spectra of atomic Ca, Cr, Mn and Cu // J Phys В At Mol Opt Phys 1993 V 26 P 4381-4398

18. Chantler CT, Tran С Q, Barnea Z, Paterson D, Cookson DJ, Balaic D X Measurements of the x-ray attenuation coefficient of copper using 8 85-20 keV synchrotron radiation//Phys Rev A 2001 V 64 062506 (15 pages)

19 Bonse U, Hartmann-Lotsch I, Lotsch H, Olthoff-Munter К High resolution measurement of absorption /i(E) and anomalous dispersion /(E) at the K-edge of copper//Z Phys В Condens Matter 1982 V 47 P 297-299

20 Stanglmeier F, Lengeler В, Weber W, Gobel H, Schuster M Determination of the Dispersive Correction f'(E) to the Atomic Form Factor from X-Ray Reflection //Acta Crystallogr 1992 VA48 Part 4 P 626-639

21. Adachi J, Kosugi N, Shigemasa E, Yagishita A Vibronic coupling and valence mixing in the Is—»Rydberg excited states of C2H2 in companson with N2 and CO // Chem Phys Lett 1999 V 309 P 427-433

22. Kempgens В, Koppe HM, Kivimaki A , Neeb M, Maier К, Hergenhahn U, Bradshaw A M Reappraisal of the Existence of Shape Resonances in the Series C2H2> C2H4, and C2H6 //Phys Rev Lett 1997 V 79 No 1 P 35-38

МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1. Yavna VA , Hopersky A N, Nadohnsky A M, Dzyuba D V Effect of completeness of the set of virtual electron states in the studies of anomalous elastic scattering of photons by atoms and molecules // 9th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure Upsala (Sweden) 2003 Abstract Book, B-089, P 143

2. Yavna VA , Popov VA , Dzyuba D V Effective inclusion of higher channels of the molecular orbitals expansions within the one-centre method //12th International

Conference on X-ray Photoabsorption Fine Structure 2003, Malmo (Sweden), Abstract Book, P 204

3. Хоперский A H, Явна В A , Надолинский A M, Дзюба Д В Упругое рассеяние фотона атомом неона в области К-порога ионизации // Оптика и спектр 2004 Т 96 №2 С 236-238

4. Hopersky А N, Yavna VA , Nadohnsky А М, Dzyuba D V Elastic scattering of photon by the Ne atom and the Ne6+ ion // J Phys В At Mol Opt Phys 2004 V 37 P 2511-2517

5. Хоперский АН, Надолинский AM, Явна В А, Дзюба ДВ, Конеев РВ Рассеяние рентгеновского фотона атомом меди // Вестник РГУПС Физико-математические науки 2004 №2 С. 108-113

6. Хоперский А Н, Надолинский А М, Явна В А , Дзюба Д В Упругое рассеяние фотона неоноподобным ионом // Оптика и спектр 2004 Т 97 №5 С 670-673

7. Хоперский АН, Надолинский AM, Явна ВА, Дзюба ДВ, Конеев РВ Аномальное упругое рассеяние рентгеновского излучения неоноподобным ионом//Вестник РГУПС Физико-математические науки 2004 №3 С 123-128

8. Явна В А, Надолинский AM, Хоперский АН, Дзюба ДВ Теоретическое исследование сечения К-фотопоглощения углерода в молекуле ацетилена // Оптика и спектр 2004 Т 97 №6 С 854-862

9. Yavna VA, Nadolinsky AM, Hopersky AN, Dzyuba DV Near edge K-photoabsorption structure of the C2H2 molecule // 8th European Conference on Atomic and Molecular Physics Rennes (France) 2004 Abstract Book, P 107

10. Хоперский АН, Надолинский AM, Явна В А, Дзюба ДВ, Конеев РВ Упругое рассеяние фотона ионом Si44 // Вестник РГУПС Физико-математические науки 2004 №1 С 99-102

11. Дзюба ДВ, Надолинский А М, Хоперский А Н, Демехин В Ф, Конеев Р В Рассеяние фотона атомом марганца // Вестник РГУПС Физико-математические науки 2005 №2 С 105-108

12 Hopersky AN, Nadolinsky AM, Dzyuba D V, Yavna VA Anomalous elastic scattering of x-ray photon by a neon-like ion // J Phys В At Mol Opt Phys 2005 V 38 P 1507-1518

13. Nadolinsky A M, Yavna VA , Hopersky A N, Dzyuba D V Theoretical study of 1 c-photoabsorption spectrum of the C2H2 molecule // 20th International Conference on X-Ray Inner-Shell Processes, 2005, Melbourne (Australia), Abstract Book, P 9

14. Надолинский A M, Дзюба Д В, Явна В А , Хоперский А Н Ориентационный эффект при резонансном упругом рассеянии рентгеновского фотона свободной молекулой С2Н2 // Вестник РГУПС Физико-математические науки 2006 №1 С 98-103

Дзюба Дмитрий Владимирович

Аномальное упругое рассеяние рентгеновского излучения атомом, атомным ионом и молекулой

Автореферат на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Формат 60x84/16 Бумага офсетная Ризография Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 3261

Ростовский государственный университет путей сообщения Ризография РГУПС

Адрес университета 344038, Ростов-на-Дону,пл Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2

ВВЕДЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА АНОМАЛЬНОГО УПРУГОГО РАССЕЯНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ФОТОНА МНОГОЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМОЙ.

1.1. Теоретическое описание процесса.

1.1.1. Квантовомеханическая теория возмущений.

1.1.2. Формфакторное приближение и его модификации.

1.2. Результаты измерений и расчётов спектральных характеристик процесса.

1.2.1. Исследования вещественной и мнимой частей амплитуды вероятности процесса.

1.2.2. Исследования дифференциального сечения процесса.

1.3. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. АНОМАЛЬНОЕ УПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ФОТОНА МНОГОЗАРЯДНЫМ АТОМНЫМ ИОНОМ.

2.1. Учёт эффектов радиальной релаксации.

2.2. Условие применимости формулы (2.1).

2.3. Учет полноты набора одночастичных состояний фотовозбуждения.

2.4. Результаты расчёта.

2.5. Основные физические результаты и выводы.

2.6. Сравнение с экспериментом.

ГЛАВА 3. АНОМАЛЬНОЕ УПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ ФОТОНА АТОМОМ С

ОТКРЫТОЙ ОБОЛОЧКОЙ.

3.1. Теория метода.

3.2. Результаты расчёта и обсуждение.

3.3. Основные физические результаты и выводы.

3.4. Сравнение с экспериментом.

ГЛАВА 4. АНОМАЛЬНОЕ УПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ФОТОНА МНОГОАТОМНОЙ ЛИНЕЙНОЙ МОЛЕКУЛОЙ.

4.1. Теория метода.

4.1.1. Одноцентровый метод расчета волновых функций возбужденных состояний.

4.1.2. Сечение однократного возбуждения/ионизации.

4.1.3. Волновые функции состояний двойного возбуждения/ионизации.

4.1.4. Сечение двойного возбуждения/ионизации.

4.1.5. Сечение резонансного упругого рассеяния.

4.2. Результаты расчёта и обсуждение.

4.2.1. Однократное фотопоглощение.

4.2.2. Сателлиты lain- 2пеу возбуждения/ионизации.

4.2.3. Сечение рассеяния.

4.2.4. Основные результаты Главы 4.

Диссертация посвящена теоретическому исследованию процесса упругого (.Рэлеевского) рассеяния жесткого (энергия фотонов hco от 300 эВ до 1.5 МэВ) рентгеновского излучения электронами атома с открытой оболочкой, многозарядного атомного иона и линейной многоатомной молекулы в условиях аномальной дисперсии, когда энергия падающего фотона близка к энергии порога ионизации глубокой оболочки.

Для достижения поставленной цели развиты соответствующие многочастичная квантовая теория и методы расчёта.

Их результаты апробированы при расчёте абсолютных величин и формы дифференциальных сечений аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона атомами неона (10Ne),

ЛЛ /• I марганца ( Мп), меди ( Си), бершшиеподобным ионом неона (Ne ) и молекулой ацетилена (С2Н2) в области энергий К-порога ионизации, а также атомом неона и неоноподобными ионами кремния (Si4+) и аргона (Аг8+) в области энергий К- и К2з-порогов ионизации.

Показано, что физика процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона в области энергий порогов ионизации глубоких оболочек остовов этих многоэлектронных систем существенно определяется широкой иерархией многочастичных эффектов.

Актуальность темы

Исследования процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения такими многоэлектронными системами как атом с открытой оболочкой, многозарядный атомный ион и линейная многоатомная молекула широко востребованы современной фундаментальной и прикладной физикой в контексте прежде всего проблем осуществления лазерного термоядерного синтеза и создания рентгеновского лазера, а также решения широкого класса задач физики плазмы, поверхности, металлов, полупроводников и других, вплоть до задач астрофизики и космологии.

Существующие в мировой научно-исследовательской практике квантовомеханические методы расчёта [2] в аномально-дисперсионных областях рассеяния рентгеновского излучения атомом и атомным ионом приводят к бесконечным (нефизическим) значениям величин резонансов дифференциального сечения рассеяния и более чем 50% расхождениям с экспериментом [3] в области энергий порога ионизации глубокой оболочки.

В серии теоретических работ последних лет (обобщённых в монографии Хоперского и Явна (2004) [1]) было показано, что основная причина такого положения дел - игнорирование этими методами широкой иерархии многочастичных эффектов, существенно определяющих структуру и форму теоретического спектра аномального упругого рассеяния.

В монографии [1] теоретические исследования роли многочастичных эффектов при аномальном упругом рассеянии рентгеновского фотона такими фундаментальными многоэлектронными объектами как атом с открытой оболочкой в основном состоянии,, многозарядный атомный ион и линейная многоатомная молекула практически лишь намечены.

Таким образом, представляется актуальной проблема дальнейшей разработки методов расчёта спектральных характеристик процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения атомом с открытой оболочкой, многозарядным атомным ионом и линейной многоатомной молекулой в области энергий порогов ионизации их глубоких оболочек с учетом многочастичных эффектов.

Исследование данной проблемы составило основную цель диссертации и потребовало решения следующих основных задач:

- дальнейшей разработки методов расчёта абсолютных величин и формы сечения поглощения рентгеновского излучения глубокими оболочками атомов, ионов и молекул с учётом многочастичных эффектов;

- разработки многочастичной квантовой теории и методов расчёта собственно амплитуды вероятности процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона в области энергий порогов ионизации глубоких оболочек атома, иона и молекулы.

Выбор объекта исследования

При описании процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения атомом, входящим в состав химических соединений, аномально-дисперсионные вещественная и мнимая части амплитуды вероятности рассеяния могут быть с высокой степенью точности представлены в виде произведения атомной и твердотельной составляющих

4].

Результаты проведенных исследований ближней тонкой структуры спектров поглощения рентгеновского излучения кристаллами [5] позволяют предположить следующее. При расчёте твердотельной составляющей удовлетворительные результаты должны получаться уже в одноэлектронном приближении, тогда как при расчёте атомной составляющей принципиально необходим учёт многочастичных эффектов.

Таким образом, исследование многочастичной структуры атомной составляющей является необходимым предварительным этапом в получении информации о природе аномалий дифференциального сечения упругого рассеяния рентгеновского излучения твёрдым телом и надёжного выделения твёрдотельных эффектов.

В связи с этим для решения поставленных задач в качестве объектов исследования выбраны свободные атомы, атомные ионы и молекулы.

Научная новизна

В диссертации впервые в научной практике разработаны методы расчёта, позволяющие учитывать влияние широкой иерархии многочастичных эффектов на формирование структуры и формы теоретических спектров аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения атомом с открытой оболочкой, многозарядным атомным ионом и линейной многоатомной молекулой в области энергий порогов ионизации их глубоких оболочек.

Решение этой задачи определило новизну всех основных результатов диссертации. В частности впервые:

- выяснена роль многочастичных и мультиплетных эффектов в определении абсолютных значений и формы дифференциального сечения аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения в области энергий порогов ионизации глубоких оболочек атома с открытой оболочкой, многозарядного атомного иона и линейной многоатомной молекулы;

- предсказан сильный ориентационный эффект в спектрах аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения линейной многоатомной молекулой при изменении положения её оси относительно плоскости рассеяния.

Научная и практическая ценность

Развитые в диссертации методы расчёта могут быть обобщены, в частности, на случай твёрдых тел, что определяет их ценность для дальнейшего развития квантовой теории и методов расчёта спектральных характеристик процесса аномального упругого однофотонного рассеяния рентгеновского излучения веществом в конденсированном состоянии.

Результаты расчёта резонансной структуры и абсолютных значений дифференциальных сечений процесса аномального упругого рассеяния поляризованного рентгеновского излучения атомом с открытой оболочкой и многозарядным атомным ионом могут быть использованы, в частности, при исследованиях в области физики нелинейного взаимодействия лазерного излучения с атомом и ионом [6], разработке методов приготовления и диагностики высокотемпературной лабораторной плазмы, плазменного «шнура» как активной среды [7] и конструирования многослойных интерференционных зеркал [8] как резонаторов в рентгеновском лазере.

Результаты теоретических исследований процесса аномального упругого рассеяния поляризованного рентгеновского излучения ориентированной в пространстве линейной многоатомной молекулой могут, в частности, служить основанием для создания новых экспериментальных методов анализа, изготовления и контроля «ориентированных» многоэлектронных систем.

Следует отметить, что развитые в диссертации теоретические методы не ограничены жестким рентгеновским диапазоном и могут быть обобщены вплоть до вакуумного ультрафиолетового (оптического: 6.0 эВ < Pico < 12.4 эВ) диапазона энергий упруго рассеиваемого многоэлектронной системой фотона.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Разработаны теоретические и вычислительные методы расчёта абсолютных величин и формы дифференциального сечения аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона в области порогов ионизации глубоких оболочек атома с открытой оболочкой, многозарядного атомного иона и линейной многоатомной молекулы с учётом многочастичных эффектов.

2. Переход от атома Ne к его многозарядному иону сопровождается качественным изменением формы спектра рассеяния в области К- и KL23-порогов ионизации. Энергетические области К- и КЬ2з-резонансов рассеяния расширяются, а интенсивности резонансов становятся аномально большими. При этом для неоноподобных ионов группа сильно смешивающихся л состояний ls2p -» Зр, 3s3d возбуждений энергетически значительно отделяется от других групп состояний двойного возбуждения.

3. Эффекты радиальной релаксации, конфигурационного взаимодействия, мультиплетного расщепления и двойного возбуждения/ионизации существенно определяют абсолютные величины и форму спектра рассеяния в области К-порога ионизации атома с открытой оболочкой в основном состоянии.

4. Изменение положения оси линейной многоатомной молекулы относительно плоскости рассеяния приводит к сильному ориентационному эффекту в форме спектра рассеяния в области порога ионизации глубокой молекулярной орбитали. При этом для каждого типа пространственной ориентации эффект радиальной релаксации молекулярных орбиталей в поле глубокой вакансии существенно определяет абсолютные величины и форму спектра рассеяния.

Личный вклад автора в диссертационную работу

Лично автором разработана основная часть методик учёта многочастичных эффектов, проведены большинство конкретных расчётов рентгеновских спектров поглощения и упругого рассеяния и составлена часть программ для ЭВМ, реализующих указанные методики.

Постановка задач, исследования, основные теоретические выводы и положения, выносимые на защиту, выполнены под руководством Хоперского А.Н. при научных консультациях и Явна В. А.

Использование ЭВМ

При разработке методов расчёта волновых функций, амплитуд переходов и сечений использовано около 300 часов процессорного времени ЭВМ. Промежуточные расчёты выполнены с помощь программируемого микрокалькулятора SR-135(Citizen).

Апробация работы

Основные результаты диссертации доложены и опубликованы в материалах следующих международных конференций:

1. 20-я Международная конференция по рентгеновскому излучению и внутриоболочным процессам (Мельбурн, Австралия - 2005);

2. 12-я Международная конференция по тонкой структуре рентгеновского поглощения (Мальмо, Швеция - 2003);

3. 8-я Европейская конференция по атомной и молекулярной физике (Рене, Франция - 2004);

4. 9-я Международная конференция по электронной спектроскопии и структуре (Упсала, Швеция - 2003).

Структура диссертации

Работа состоит из Введения, 4-х Глав, Заключения, изложена на 127 страницах машинописного текста, включая 20 рисунков, 5 таблиц и библиографию из 112 наименований.

Во ВВЕДЕНИИ показаны актуальность и новизна темы диссертации, сформулированы основная цель и научные задачи исследования, обоснованы выбор объектов исследования, научная и практическая ценность полученных результатов, охарактеризован личный вклад автора в диссертационную работу. Сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

В ПЕРВОЙ главе сделан обзор современного состояния экспериментальных и теоретических исследований процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского излучения атомом с открытой оболочкой, многозарядным атомным ионом и многоатомной линейной молекулой. Цель обзора - охарактеризовать сложившуюся ситуацию и конкретизировать задачи и цель диссертационного исследования.

Во ВТОРОЙ главе проводится построение методов расчёта спектров аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона в области энергий порогов ионизации глубоких оболочек многозарядного атомного иона. Развитая методика применена к расчёту абсолютных значений и форм дифференциальных сечений упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона атомом Ne и ионами Ne6+, Si4+, Аг8+ в области энергий К- и КЬ2з-порогов ионизации.

В ТРЕТЬЕЙ главе разработаны методы учёта многочастичных и мультиплетных эффектов при теоретическом описании спектров аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона атомом с открытой оболочкой в основном состоянии в области энергии порога ионизации его глубокой оболочки. Развитая методика применена к расчёту абсолютных значений и форм дифференциальных сечений упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона атомами Мп и Си в области энергий К-порога ионизации.

В ЧЕТВЁРТОЙ главе развитые в литературе [1] многочастичная квантовая теория и методы расчёта спектров аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона двухатомной молекулой обобщаются на случай линейной многоатомной молекулы. Развитая методика применена к расчёту абсолютных значений и форм дифференциального сечения упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона молекулой ацетилена (С2Н2) в области энергий lcr(Cls)-nopora ионизации.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ дана сводка основных результатов и выводов, полученных в диссертации.

Результаты диссертации опубликованы в работах [99-112].

4.2.4. Основные результаты Главы 4.

1. В нерелятивистском приближении одноцентрового представления волновых функций молекулярных орбиталей проведено прецизионное теоретическое исследование абсолютных величин и формы сечения поглощения рентгеновского фотона многоатомной линейной молекулой ацетилена (С2Н2) в области энергий порога ионизации 1 сг-молекулярной орбитали. Учтены многочастичные эффекты радиальной релаксации молекулярных орбиталей в поле глубокой 1 сг-вакансии и двойного возбуждения/ионизации основного состояния молекулы. Результаты расчёта хорошо согласуются с результатами синхротронного эксперимента.

2. Разработан метод расчёта абсолютных величин и формы дифференциального сечения процесса аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона в области энергий порогов ионизации глубоких оболочек ориентированной в пространстве многоатомной линейной молекулы в газовой фазе. Метод апробирован на молекуле С2Н2.

3. Дифференциальное сечение аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона молекулой С2Н2 в области энергий порога ионизации 1 сг-молекулярной орбитали получено с учётом основного многочастичного эффекта - радиальной релаксации орбиталей молекулярного остатка в поле глубокой вакансии, а также ориентационных эффектов. Результаты расчёта носят предсказательный характер.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сформулируем основные результаты нашего исследования проблемы теоретического описания спектральных характеристик процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона свободными атомом с открытой оболочкой, многозарядным атомным ионом и многоатомной линейной молекулой с учетом многочастичных эффектов.

1. Во втором порядке нерелятивистской квантовомеханической теории возмущений (приближение формулы Крамерса-Гейзенберга-Уоллера) развит метод расчета абсолютных величин и формы дифференциального сечения процесса аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона свободными атомом с открытой оболочкой и многозарядным атомным ионом в области энергий порогов ионизации их глубоких оболочек.

Квантовая интерференция широкой иерархии многочастичных эффектов, сопровождающих процесс поглощения рентгеновского фотона атомной (ионной) оболочкой, учитывается структурой амплитуды вероятности рассеяния как в одноконфигурационном (одноэлектронное приближение), так и в многоконфигурационном приближениях Хартри-Фока для волновых функций состояний рассеяния с использованием методов теории неприводимых тензорных операторов и теории неортогональных орбиталей.

2. Для компонент аномально-дисперсионной части амплитуды вероятности упругого рассеяния рентгеновского фотона атомом установлено следующее:

1) Форма и абсолютные значения аномально-дисперсионной /'-вещественной компоненты в области энергии порога ионизации глубокой оболочки определяются прежде всего следующими многочастичными эффектами: а) в ближних дорезонансной и запороговой областях рассеяния процессами однократной и двойной ионизации и эффектами радиальной монопольной перестройки (релаксации) электронных оболочек (МПЭО); б) в резонансной области рассеяния процессами однократного возбуждения, эффектами МПЭО, Оже- и радиационного распадов глубокой вакансии и мультиплетного расщепления.

Погрешность вычисления околопороговых абсолютных значений дифференциального сечения аномального упругого рассеяния без учета амплитуд вероятностей обменных по фотону процессов в вещественной компоненте достигает значительной величины 40%.

Таким образом процессы различной кратности возбуждения/ионизации Ферми-вакуума с испусканием «рассеянного» фотона до момента его поглощения (процессы по-времени-назад) многоэлектронной системой играют принципиально важную роль в становлении абсолютных величин и формы полной амплитуды вероятности аномального упругого рассеяния.

2) Форма и абсолютные значения аномально-дисперсионной f"~~ мнимой компоненты в области энергии порога ионизации глубокой оболочки определяются прежде всего следующими многочастичными эффектами: а) в резонансной области рассеяния процессами однократного возбуждения, эффектами МПЭО, Оже- и радиационного распадов глубокой вакансии и мультиплетного расщепления; б) в ближней запороговой области рассеяния процессами однократной и двойной ионизации и эффектами МПЭО. В дорезонансной области рассеяния мнимая компонента исчезающе мала.

Погрешность вычисления околопороговых абсолютных значений дифференциального сечения аномального упругого рассеяния без учета амплитуд вероятностей обменных по фотону процессов в мнимой компоненте не превышает 1%.

3. Теоретическое исследование абсолютных величин и формы дифференциальных сечений аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона атомами с заполненными (10Ne) и открытыми (25Mn, 29Си) оболочками в основном состоянии позволило установить следующее:

- в области резонансов дифференциального сечения рассеяния эффект радиальной монопольной перестройки электронных оболочек приводит к значительному подавлению величин интенсивностей и сдвигу в коротковолновую область энергий резонансов, рассчитанных без учета релаксации атомного остатка в поле глубокой вакансии;

- в области околопорогового рассеяния эффект радиальной монопольной перестройки электронных оболочек приводит к перераспределению интенсивности рассеяния, рассчитанной без учета релаксации атомного остатка в поле глубокой вакансии, между коротковолновой и длинноволновой областями дифференциального сечения рассеяния;

- учет процессов двойного возбуждения/ионизации основного состояния атома существенно определяет величину и направленность перераспределения теоретической интенсивности рассеяния как в области главных резонансов дифференциального сечения рассеяния, так и в области околопорогового рассеяния;

- в области нормального (вне аномально-дисперсионного) рассеяния учет эффекта радиальной монопольной перестройки электронных оболочек в поле глубокой вакансии и процессов двойного возбуждения/ионизации основного состояния атома при расчете абсолютных величин и форм дифференциальных сечений рассеяния практически воспроизводит результаты одноконфигурационного приближения Хартри-Фока в базисе волновых функций одноэлектронных состояний неперестроенного атомного остатка.

При этом для интерпретации ближней тонкой структуры дифференциальных сечений аномального упругого рассеяния принципиально необходим учет мультиплетных эффектов в состояниях радиационных переходов (СРП), эффекта динамической дипольной поляризации (например, л

Ър—ЪЪй электростатического смешивания) электронных оболочек конфигураций СРП и угловых корреляций между СРП и shake-up(off) -возбуждениями атомного остова, содержащими коллапсирующие d-симметрии.

Получено хорошее согласие результатов расчета абсолютных величин и форм аномально-дисперсионных /"-компонент дифференциальных сечений рассеяния методами развиваемой в диссертации теории с результатами синхротронного эксперимента для атомов Мп и Си в газовой фазе. Таким образом квантовая динамика многочастичных эффектов, реализуясь в форме и структуре дифференциального сечения процесса на виртуальном уровне, обнаруживается экспериментально.

4. Теоретическое исследование абсолютных величин и формы дифференциального сечения аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона многозарядным положительным атомным ионом в области энергии порога ионизации глубокой ls-оболочки на примере ионов Ne6+, Si4+ и Аг8+ позволило установить, что переход от нейтрального атома к его многозарядному иону с потерей внешних оболочек сопровождается:

- качественной перестройкой дифференциального сечения аномального упругого рассеяния - энергетическая область резонансов дифференциального сечения рассеяния расширяется, а сами резонансы приобретают характер аномально больших резонансов рассеяния через состояния фотовозбуждения с большими силами осцилляторов;

- эффектом сокращения числа разрешенных по симметрии каналов Оже-автоионизационного и радиационного распада глубокой вакансии (эффект стабилизации глубокой вакансии), который становится доминирующим над многочастичными эффектами радиальной монопольной перестройки электронных оболочек ионного остатка в поле глубокой вакансии и кратного возбуждения/ионизации основного состояния иона.

Как следствие, в частности, для анализа результатов экспериментальных исследований процесса взаимодействия рентгеновского излучения с лабораторной плазмой, важным выводом из проведенного исследования является следующий. Формальное игнорирование эффекта стабилизации глубокой вакансии заметно сокращает теоретические интервалы «окон прозрачности» по энергии падающего рентгеновского излучения. Здесь «окна прозрачности» определены как окрестности минимумов вне аномально больших резонансов дифференциального сечения рассеяния, где практически отсутствуют поглощение и упругое рассеяние падающего на многоэлектронную систему рентгеновского излучения.

Результаты расчета резонансной структуры дифференциального сечения аномального упругого рассеяния линейно-поляризованного рентгеновского фотона ионами Ne6+, Si4+ и Аг8+ носят предсказательный характер.

5. В рамках квазиклассического приближения нерелятивистской квантовой механики разработан прецизионный аналитический метод учета полноты набора (соотношения замкнутости) состояний однократного фотовозбуждения при теоретическом описании вероятности аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона атомом (ионом).

Метод реализован на примере расчёта абсолютных величин и форм дифференциальных сечений аномального упругого рассеяния рентгеновского фотона атомом его бериллиеподобным ионом Ne и неоноподобными

С-4+ А 8+ ионами Si , Ar .

6. Во втором порядке нерелятивистской квантовомеханической теории возмущений (приближение формулы Крамерса-Гейзенберга-Уоллера) развит метод расчета дифференциального сечения процесса аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона ориентированной в пространстве многоатомной линейной молекулой с водородными и неводородными лигандами.

Построение амплитуды вероятности рассеяния с учетом многочастичных эффектов перестройки молекулярных орбиталей в самосогласованном электростатическом поле глубокой вакансии проведено в одноцентровом представлении волновых функций молекулярных орбиталей основного и промежуточных состояний рассеяния с использованием методов теории неприводимых тензорных операторов и теории неортогональных орбиталей.

7. Теоретическое исследование абсолютных величин и формы дифференциального сечения аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона ориентированной в пространстве молекулой ацетилена (С2Н2) позволило установить:

- возникновение сильного ориентационного эффекта при изменении схем предполагаемого эксперимента по упругому рассеянию в области энергий порогов ионизации глубоких молекулярных орбиталей;

- существенную роль процессов радиальной релаксации в становлении структуры дифференциального сечения рассеяния.

Следует отметить, что, в отличие от случая атома (см., например, выражение (3.4) для атомного формфактора), формфактор линейной молекулы в общем случае становится комплексной величиной (Im F Ф 0) в силу появления в его структуре множителя i = ±i при нечётных значениях tмультиплетности. Это обстоятельство существенно обогащает физическое содержание амплитуды вероятности контактного (Томсоновского) рассеяния рентгеновского фотона линейной молекулой. В диссертации мы не обращались к расчёту амплитуды непосредственно в контактной области энергий рассеяния фотона молекулой, полагая такой расчёт предметом будущих исследований.

Результаты прецизионного расчёта абсолютных величин и форм сечения I о(СН)-фотопоглощенш молекулы С2Н2 (включая учёт процессов двойного возбуждения/ионизации) хорошо согласуются с результатами синхротронного эксперимента.

Рассчитанные абсолютные значения и форма дифференциального сечения аномального упругого рассеяния линейно поляризованного рентгеновского фотона ориентированной в пространстве молекулой С2Н2 в области энергий lo(Cls)-nopora ионизации носят предсказательный характер.

1. Хоперский А.Н., Явна В.А. Рассеяние фотона многоэлектронной системой. М.: Энергоатомиздат, 2004, 21в с.

2. Капе P.P., Kissel L., Pratt R.H, Roy S.C. Elastic scattering of y-Rays and X-Rays by atoms // Phys. Reports. 1986. V. 140. No. 2. P.75-159.

3. Pratt R.H. X-Ray scattering // 15th Int. Conf. on X-Ray and Inner-Shell Process/ 9-13 July, 1990. Knoxville (USA) AIP Conf. Proceedings, No. 215, New York, P.87-98.

4. Ravel В., Bouldin C.E., Renevier H., Hodeau J.L., Berar J.F. Edge separation using diffraction anomalous fine structure // J. Synchrotron Rad. 1999. V. 6. Part 3. P.338-340.

5. Ведринский P.B., Гегузин И.Н. Рентгеновские спектры поглощения твёрдых тел. М.: Энергоатомиздат, 1991, 184 с.

6. Элтон Р. Рентгеновские лазеры. М.: Мир, 1994, 335 с.

7. Jaegle P., Carillon A., Dhez P., Gauthe P., Gadi F., Jamelot G., Klisnick A. X-Ray Laser Experiment with a Long Recombining-Plasma Column // Europhys. Lett. 1988. V.7. No. 4. P.337-342.

8. Kramers H.A., Heisenberg W. Uber die Streuung von Strahlung durch Atome //Zs.fur.Physik. 1925. V.31. P.681-708.

9. Waller I. Uber eine verallgemeinerte Streuungsformel //Zs.fur.Physik. 1928. V.51. P.213-231.

10. Waller I. Die Streuung kurzwelliger Strahlung durch Atome nach der Diracschen Strahlungstheorie //Zs.fur.Physik. 1929. V.58. P.75-94.

11. Дирак П.A.M. Принципы квантовой механики. М.: Наука, 1979,480 с.

12. Ахиезер А.И., Берестецкий В.Б. Квантовая электродинамика. М.: Наука, 1969, 624 с.

13. Kissel L., Zhou В., Roy S.C., Sen Gupta S.K., Pratt R.H. The Validity of Form-Factor, Modified-Form-Factor and Anomalous-Scattering-Factor Approximations in Elastic Scattering Calculations //Acta Crystallogr. 1995. V.A51. Part 3. P.271-288.

14. Каразия Р.И. Введение в теорию рентгеновских и электронных спектров свободных атомов. Вильнюс: Мокслас, 1987, 276 с.

15. By Т.Ю., Омура Т. Квантовая теория рассеяния. М.: Наука, 1969, 452 с.

16. Бъеркен Дж.Д., Дрелл С Д. Релятивистская квантовая теория. Т.2. Релятивистские квантовые поля. М.: Наука, 1978, 408 с.

17. Лоудон Р. Квантовая теория света. М.: Мир, 1976,488 с.

18. Bonse U., Materlik G. Precise interferometric measurement of the Ni AT-edge forward scattering amplitude with synchrotron X-Rays // Z.Phys. 1976. V. B24. P.189-191.

19. Bonse U., Hartmann-Lotsch I., Lotsch H., Olthoff-Miinter K. High Resolution Measurement of Absorptiom |i(E) and Anomalous Dispersion /'(E) at the K-Edge of Copper // Z. Phys. B: Condensed Matter. 1982. V. 47. P. 297-299.

20. Templeton L.K., Templeton D.H., Phizackerley R.P. 1,3-Edge anomalous scattering of X-Rays by Praseodymium and Samarium //J.Amer.Chem.Society 1980. V.102.NO.3. P.l 185-1186.

21. Templeton D.H., Templeton L.K., Phillips J.C., Hodgson K.O. Anomalous Scattering of X-Rays by Cesium and Cobalt Measured With Synchrotron Radiation //Acta Crystallogr. 1980. V. A36. Part 3. P.436-442.

22. Templeton L.K., Templeton D.H., Phizackerley R.P., Hodgson K.O. Z^-Edge Anomalous Scattering by Gadolinium and Samarium Measured at High Resolution With Synchrotron Radiation //Acta Crystallogr. 1982. V. A38. Part 1. P.74-78.

23. Cromer D.T., Liberman D. Relativistic Calculation of Anomalous Scattering Factors for X-Rays //J.Chem.Phys. 1970. V.53. No.5. P.l891-1898.

24. Henke B.L., Lee P., Tanaka T.J., Shimabukuro R.L., Fujikawa B.K. Low-energy X-Ray interaction coefficients: photoabsorption, scattering, and reflection //At. Data Nucl. Data Tables 1982. V.27. No.l. P.l-144.

25. Henke B.L., Gullikson E.M., Davis J.C. X-Ray interactions: photoabsorptions, scattering, transmission, and reflection at £=50-30,000 eV, Z=l-92 //At. Data Nucl. Data Tables 1993. V.54. No.2. P. 181-342.

26. Windt D.L. XUV optical constants of single-crystal GaAs and sputtered C, Si, Cr3C2, Mo and W//Appl. Optics 1991. V.30. No.l. P. 15-25.

27. Kissel L., Pratt R.H. Corrections to Tabulated Anomalous-Scattering Factors //Acta Crystallogr 1990. V. A46. Part 3. P. 170-175.

28. Basavaraju G., Kissel L., Parker J.C., Pratt R.H., Roy S.C., Sen Gupta S.K. Rayleigh scattering by atomic ions of low nuclear charge //Phys.Rev.A 1986. V.34. No.3. P.1905-1911.

29. Zhou В., Pratt R.H., Roy S.C., Kissel L. Calculation of Anomalous Scattering for Ions and Atoms //Phys.Scripta 1990. V.41. P.495-498.

30. Zhou В., Kissel L., Pratt R.H. Simple computational schemes for X-Ray anomalous scattering factors for ions //Nucl.Instr.Meth.Phys.Res. 1992. V.B66. P.307-312.

31. Stanglmeier F., Lengeler В., Weber W., Gobel H., Schuster M. Determination of the Dispersive Correction f\E) to the Atomic Form Factor from X-Ray Reflection //Acta Crystallogr. 1992. V.A48. Part 4. P.626-639.

32. Chantler C.T., Tran C.Q., Barnea Z., Paterson D., Cookson D.J., Balaic D. X. Measurements of the x-ray attenuation coefficient of copper using 8.85-20 keV synchrotron radiation // Phys.Rev. A 2001. V. 64. 062506(15 pages).

33. Kissel L., Pratt R.H., Roy S.C. Rayleigh scattering by neutral atoms, 100 eV to 10 MeV // Phys. Rev. A 1980. V.22. No.5. P.1970-2004.

34. Pratt R.H. Resent theoretical developments in photon-atom scattering // Radiat. Phys. Chemistry 2005. V. 74. No. 6. P. 411-418.

35. Слэтер Дж. Методы самосогласованного поля для молекул и твердых тел. М.: Мир. 1978.662 с.

36. Milstein A.I., Schumacher M. Present status of Delbriick scattering // Phys. Reports 1994. V.243. No.4. P. 183-214.

37. Schumacher M., Stoffregen A. Rayleigh scattering of 59,54 keV photons from Zn, Mo, Sn, Та, Au and Pb through angles from 60° to 150° //Z.Phys. 1977. V. A283. P.15-19.

38. Kane P.P., Basavaraju G., Lad S.M., Varier K.M., Kissel L., Pratt R.H. Inelastic and anomalous elastic scattering of 88.03 keV у rays // Phys. Rev. A 1987. V.36.No.l2. P.5626-5631.

39. Basavaraju G., Kane P.P., Lad S.M., Kissel L., Pratt R.H. Elastic scattering of 88.03-keV у rays // Phys. Rev. A 1995. V.51. No.3. P.2608-2610.

40. Kumar A., Shahi J.S., Garg ML., Puri S., Mehta D., Singh N. Large-angle elastic scattering of 88.03-keV photons by elements with 30< Z<92 //Nucl.Instr.Meth.Phys.Res. 2001. V.B183. No.3-4. P.178-188.

41. Mandal A.C., Mitra D., Sarkar M., Bhattacharya D. Differential elastic cross sections of 22.1-keV X-Ray by elements in the range 22< Z<82 // Phys. Rev. A 2002. V.66. P.042705 (9 pages).

42. Hugtenburg R. P., Bradley D. A. Anomalous Rayleigh scattering with dilute concentrations of elements of biological importance // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 2004. V. В 213. No. 2. P. 552-555.

43. Gel'mukhanov F., Agren H. Theory of resonant elastic X-Ray scattering by free molecules//Phys. Rev. A 1997. V.56. No.4. P.2676-2684.

44. Хоперский A.H., Явна B.A. Многоэлектронные эффекты при аномальном упругом рассеянии рентгеновского излучения на атоме // ЖЭТФ. 1995. Т. 107. Вып. 2. С. 328-336.

45. Deslattes R.D., Kessler E.G.Jr, Indelicato P., de Billy L., Lindroth E., Anton J. X-ray transition energies: new approach to a comprehensive evaluation // Rev. Mod. Phys. 2003. V. 75. No. 1. P. 35-101.

46. Campbell J.L., Papp T. Widths of the atomic K-N7 levels // At. Data Nucl. Data Tables. 2001. V. 77. No. 1. P. 1-56.

47. Shartner K.H., Mobus В., Mentzel G., Ehresmann A., Vollweiler F., Shmoranzer H. Threshold scan of the Ne 2s-electron photoionization cross section // Phys. Lett. A 1992. V. 169. No. 5. P. 393-395.

48. Zinner M., Spoden P., Kraemer Т., Birkl G., Ertmer W. Precision measurement of the metastable 3P2 lifetime of neon // Phys. Rev. A 2003. V.67. P. 010501(R) (4 pages).

49. Coreno M., Avaldi L., Camilloni R., Prince K.C., de Simone M., Karvonen J., Colle R., Simonucci S. Measurement and ab initio calculation of the Ne photoabsorption spectrum in the region of the К edge // Phys. Rev. A 1999. V. 59. No. 3. P. 2494-2497.

50. Suzuk I.H., Saito N. Absolute photoabsorption cross-sections of Ne and Xe in the sub-keV X-ray region // J. Electr. Spectr. Relat. Phen. 2003. V. 129. No. 1. P. 71-79.

51. Esteva J.M., Gauthe В., Dhez P., Karnatak R.C. Double excitation in the К absorbtion spectrum of neon // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1983. V.16 No. 9. P. L263-L268.

52. Kissel L. RTAB: the Rayleigh scattering database // Radiat. Phys. Chem. 2000. V. 59. No. 2. P. 185-200.

53. Делоне H. Б., Крайнов В. П. Атом в сильном световом поле. М.: Энергоатомиздат, 1984,224 с.

54. Kelly Н.Р. Many-body perturbation calculations of photoionization //Comp.Phys.Commun. 1979. V.17. No. 1-2. P.99-111.

55. Garpman S., Lindgren I., Lindgren J., Morrison J. Calculation of the hyperfine interaction using an effective-operator form of many-body theory //Phys. Rev. A 1975. V.ll. No.3. P.758-781.

56. Carney J.P.J., Pratt R.H., Manakov N.L., Meremianin A. V. Dependence of photon-atom scattering on energy resolution and target angular momentum // Phys. Rev. A 2000. V. 61 042704 (9 pages).

57. Tulkki J., Armen G.B., Aberg Т., Crasemann В., Chen M.H. Quantum theory of post-collision interaction in inner-shell photoionization // Z. Phys. D: At. Mol. Clasters 1987. V.5. P.241-252.

58. Sukhorukov V.L., Hopersky A.N., Petrov I.D., Yavna V.A., Demekhin V.F. Double photoexcitation processes at the near K-edge region of Ne, Na and Ar // J. Physique (Paris). 1987. V. 48. No.9. P. 45-51.

59. Schaphorst S.J., Kodre A.F., Ruscheinski J., Crasemann В., Aberg Т., Tulkki J., Chen M.G., Azuma Y., Brown G.S., Multielectron inner-shell photoexcitation in absorption spectra of Kr: Theory and experiment // Phys Rev. A 1993. V. 47. P. 1953-1966.

60. Kodre A., Arcon I., Padeznik GomilsekJ., Preseren R., Frahm R. Multielectron excitations in x-ray absorption spectra of Rb and Kr // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2002. V. 35 P. 3497-3513.

61. Oura M., Yamaoka H., Senba Y., Ohashi H., Koike F., Observation of theinner-shell doubly excited states of Ne by photoion yield spectroscopy // Phys. Rev. A. 2004 V. 70 P. 062502 (6 pages).

62. Nesbet R.K. Atomic Bethe-Goldstone Equations. II. The Ne Atom // Phys. Rev. 1967. V. 155. P. 56-58.

63. Hopersky A.N., Novikov S.A., Chuvenkov V. V. Anomalous elastic scattering of linearly polarized X-ray radiation by multicharged atomic ions in the range of the ionization threshold of the ls-shell // Radiat. Phys. Chem. 2002. V. 64. P. 5-8.

64. Chen M. H., Crasemann В., Karim Kh.R., Mark H. Relativistic Auger and x-ray deexcitation rates of highly stripped atoms // Phys. Rev. A 1981. V. 24. P. 1845-1851.

65. Lowdin P.O. Quantum Theory of Many-Particle Systems. I. Physical Interpretations by Means of Density Matrices, Natural Spin-Orbitals, and Convergence Problems in the Method of Configurational Interaction // Phys. Rev. 1955. V. 97. P. 1447-1489.

66. Юцис А.П., Тутлис В.И. Матричные элементы операторов для сложных атомных конфигураций при использовании неортогональных радиальных орбиталей //Лит. физ. сб. 1971. Т.П. Вып. 6. С. 927-932.

67. Aberg Т., Howat G. Theory of the Auger effect // Handbuch der Physik V. 31, Ed. by Flugge S. and Mehlhorn W. Berlin: Springer, 1982. P. 469-619.

68. Meccua А. Квантовая механика. T.l. M.: Наука, 1978,480 с.

69. Hopersky A.N., Yavna V.A., Novikov S.A., Chuvenkov V. V. Elastic scattering of an x-ray photon by a free atom: the form-factor of an atom with an open shell // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2000. V. 33. P. L439-L444.

70. Arp U., Lagutin B.M., Materlik G., Petrov I.D., Sonntag В., Sukhorukov V.L. K-absorption spectra of atomic Ca, Cr, Mn and Cu // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1993. V. 26. P. 4381-4398.

71. Bonse U., Hartmann-Lotsch I., Lotsch H., Olthoff-Miinter K. High resolution measurement of absorption ju(E) and anomalous dispersion/(E) at the K-edge of copper//Z. Phys. B: Condens. Matter 1982. V. 47. P.297-299.

72. Shahi J.S., Puri S., Mehta D., Garg M.L., Singh N. Trehan P.N. Large-angle elastic scattering of 59.54-keV photons by elements with 12<Z<92 // Phys. Rev. A 1998. V. 57. P. 4327-4334.

73. Elyaseery I.S., Shukri A., Chong C.S., Tajuddin A.A., Bradley D.A., Photon-atom scattering of 13.95-, 17.75-, 26.36-, and 59.54-keV photons by Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Та and W // Phys. Rev. A 1998. V.57. P.3469-3477.

74. Costescu A., Bergstrom P.M.Jr., Dinu C., Pratt R.H. Retardation and multipole effects in Rayleigh scattering by hydrogenlike ions at low and x-ray photon energies // Phys. Rev. A 1994. V. 50. P. 1390-1398.

75. Hitchock A.P., Brion C.E. Carbon K-shell excitation of C2H2, C2H4, C2H6 and C6H6 by 2.5 keV electron impact // J. Electron Spectr. Relat. Phen. 1977. V. 10. P. 317-330.

76. Флайгер У. Строение и динамика молекул. Т. 1,2. М.: Мир, 1982, 872 с.

77. Adachi J., Kosugi N., Shigemasa E., Yagishita A. Vibronic coupling and valence mixing in the Is—>Rydberg excited states of C2H2 in comparison with N2 and CO // Chem. Phys. Lett. 1999. V. 309. P. 427-433.

78. Ma Y., Chen C.T., Meigs G., Randall K., Sette F. High-resolution K-shell photoabsorption measurements of simple molecules // Phys. Rev. A 1991. V. 44. No.3. P. 1848-1858.

79. Kempgens В., Кбрре H.M., Kivimaki A., Neeb M., Maier K., Hergenhahn U., Bradshaw A.M. Reappraisal of the Existence of Shape Resonances in the Series C2H2, C2H4, and C2H6 // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79. No. 1. P. 35-38.

80. Kempgens В., Kivimaki А., Кдрре H.M., Neeb M., Bradshaw A.M., Feldhaus J. One-electron versus multielectron effects in the near-threshold С Is photoionization of acetylene // J. Chem. Phys. 1997. V. 107. No. 11. P. 4219-4224.

81. Schirmer J., Braunstein M., McKoy В. V. Molecular K-shell photoionization cross sections in the relaxed-core Hartree-Fock approximation // Phys. Rev. A 1990. V. 41. P. 283-300.

82. Yavna V.A., Nadolinsky A.M., Demekhin V.F. Theoretical study of inner shell photoabsorption spectra of simple molecules // J. Electron Spectr. Relat. Phen. 1994. V. 68. P. 267-275.

83. Lin P., Lucchese R.R. Multichannel Schwinger study of С Is photoionization of acetylene//J. Chem. Phys. 2000. V. 113. No. 5. P. 1843-1851.

84. Yavna V.A., Nadolinsky A.M., Hopersky A.N. Theoretical study of processes of multiple excitation/ionization in 2c-photoabsorption of the CO molecule // J.Electron Spectr. Relat. Phen. 1998. V. 94. P. 49-57.

85. Schirmer J., Braunstein M., McKoy B.V. Satellite intensities in the K-shell photoionization of CO // Phys. Rev. A 1991. V. 44. P. 5762-5768.

86. Bandarage G., Lucchese R.R. Multiconfiguration multichannel Schwinger study of the C(ls) photoionization of CO including shake-up satellites // Phys. Rev. A 1993. V. 47. No. 3. P. 1989-2003.

87. Angonoa G., Walter O., Schirmer J. Theoretical K-shell ionization spectra of N2 and CO by a fourth-order Green's function method // J. Chem. Phys. 1991. V. 87. No. 12. P. 6789-6801.

88. Сухорукое B.JJ., Явна В.А., Демехин В.Ф. Спектры поглощения внутренних оболочек молекул с водородными лигандами // Изв. АН СССР, сер. физ. 1982. Т. 46. №4. С. 763-769.

89. Явна В.А., Надолинский A.M., Демехин В.Ф. Теоретическое исследование сечений фотопоглощения в области СК- и NK-порогов ионизации молекул СО и N2 // Оптика и спектр. 1990. Т. 69. №6. С. 1278-1284.

90. Condon E.U., Shortley G.H. The Theory of Atomic Spectra. Cambrige University Press. 1963. 441 p.

91. CavellR.G. Core photoelectron spectroscopy of some acetylenic molecules // J. Electron Spectr. Relat. Phen. 1975. V. 6. P. 281-296.

92. Yavna V.A., Hopersky A.N., Nadolinsky A.M., Yavna S.A. Many-electron and orientation effects in anomalous elastic scattering of an x-ray photon by a linear molecule // J.Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2000. V. 33. No. 17. P. 3249-3259.

93. Хоперский A.H., Явна B.A., Надолинский A.M. Дзюба Д.В. Упругое рассеяние фотона атомом неона в области К-порога ионизации // Оптика и спектроск. 2004. Т. 96, №2, С. 236-238.

94. Hopersky A.N., Yavna V.A., Nadolinsky A.M., Dzyuba D. V. Elastic scattering of photon by the Ne atom and the Ne6+ ion // J.Phys.B.: At.Mol.Opt. Phys. 2004. V. 37. No. 12. P. 2511-2517.

95. Хоперский A.H., Надолинский A.M, Явна B.A., Дзюба Д.В., Конеев Р.В. Рассеяние рентгеновского фотона атомом меди // Вестник РГУПС. 2004. №2. С. 108-113.

96. Хоперский А.Н., Надолинский A.M., Явна В.А., Дзюба Д.В. Упругое рассеяние фотона неоноподобным ионом // Оптика и спектр. 2004. Т. 97. №5.

97. Хоперский А.Н., Надолинский A.M., Явна В.А., Дзюба Д.В., Конеев Р.В. Аномальное упругое рассеяние рентгеновского излучения неоноподобным ионом // Вестник РГУПС. Физико-математические науки. 2004. №3. С. 123128.

98. Явна В.А., Надолинский A.M., Хоперский А.Н., Дзюба Д.В. Теоретическое исследование сечения К-фотопоглощения углерода в молекуле ацетилена // Оптика и спектр. 2004. Т. 97. №6. С. 854-862.

99. Yavna V.A., Nadolinsky A.M., Hopersky A.N., Dzyuba D. V. Near edge K-photoabsorption structure of the C2H2 molecule // 8th European Conference on Atomic and Molecular Physics. Rennes (France) 6-10 July 2004. P. 4-107.

100. Хоперский A.H., Надолинский A.M., Явна B.A., Дзюба Д.В., Конеев Р.В. Упругое рассеяние фотона ионом Si4+ // Вестник РГУПС. Физико-математические науки. 2004. №1. С 99-102.

101. ДзюбаД.В., Надолинский A.M., Хоперский А.Н., Демехин В.Ф., Конев Р.В. Рассеяние фотона атомом марганца // Вестник РГУПС. Физико-математические науки. 2005. №2. С. 105-108.

102. HoperskyA.N., NadolinskyA.M., DzyubaD.V., Yavna V.A. Anomalous elastic scattering of x-ray photon by a neon-like ion // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2005. V. 38. No. 10. P. 1507-1518.

103. Nadolinsky A.M., Yavna V.A., Hopersky A.N., Dzyuba D.V. Theoretical study of 1 cr-photoabsorption spectrum of the C2H2 molecule // 20th International Conference on X-Ray Inner-Shell Processes, 2005, Melbourne (Australia), Abstract Book, P. 9 c. 8.

104. Надолинский A.M., Дзюба Д.В., Явна В.А., Хоперский A.H. Ориентационный эффект при резонансном упругом рассеянии рентгеновского фотона свободной молекулой С2Н2 // Вестник РГУПС. Физико-математические науки. 2006. №1. С. 98-103.

105. В заключении считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность Алексею Николаевичу Хопёрскому за внимательное руководство и помощь, оказанную при выполнении работы.

106. Автор признателен Виктору Анатольевичу Явна за ценные консультации, критические замечания и полезные советы, сделанные в процессе выполнения работы.

107. Автор считает необходимым упомянуть со словами благодарности имена Надолинского A.M., Кочура А.Г., Попова В.А., сотрудничество с которыми стимулировало выполнение данной работы.