Ридберговскире состояния и процессы конверсионного типа тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.02 ВАК РФ

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ

Воронежский Государственный университет

ргс ол

'') ^ |; ^ ;ог]7 На правах рукописи

ЧЕРНОВ Владислав Евгеньевич

РИДБЕРГОВСКИЕ СОСТОЯНИЯ И ПРОЦЕССЫ КОНВЕРСИОННОГО ТИПА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Специальность: 01.04.02 — теоретическая физика

Воронеж 1997

Работа выполнена на кафедре математической физики Воронежского государственного университета.

Научный руководитель:

Оффшшальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор физ.-мат. наук профессор Б.А.Зон

доктор физ.-мат. наук профессор Л.П.Рапопорт

кандидат физ.-мат. наук с.н.с. Ю.Н.Митин

Институт общей физики РАН

Защита диссертации состоится " 1997г. в

часов на заседании диссертационного совета К 063.48.02 при Воронежской государственном университете по адресу: 394693, Воронеж, Университетская пл., 1, ВГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета.

Автореферат разослан " ^ " А* 1997 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации

Ридберговские состояния атомов и молекул являются объектом активных исследовании как теоретиков, так и экспериментаторов, продолжающихся уже в течение нескольких десятков лет. С точки зрения теоретической физики эти состояния весьма интересны, поскольку позволяют понять и до конца рассчитать многие важные процессы, возникающие при взаимодействии атомов н молекул с внешними полями, не осложненные .многочастичными эффектами, характерными для основных и низко.тежащпх состояний этих. систем. Именно по этой причине целый ряд теоретических результатов, полученных в рамках упрощенных, модельных представлений об атомах и молекулах задолго до "рндберговской эпохи", оказались применимыми для ридберговекпх состояний после того, как эти состояния стали исследоваться в лабораторных условиях.

На начальном этапе интерес к ридберговским состояниям стимулировался, в основном, астрофппическнмн приложениями. Именно в астрофизических условиях, в силу малой плотности среды, эти состояния возникают и живут, испытывая на себе воздействие радиации и квазистатнческих внешних полей. В лабораториях подобные состояния научились создавать и регистрировать сравнительно недавно, что и привело к бурному развитию этой области атомной и молекулярной физики. Следует особо отметить, что высокие ридберговские состояния, вплоть до v ~ 200, активно исследуются в последние годы методами ZEKE-спектроскопии.

Найденное недавно [Б. А. Зон / ЖЭТФ 102, 36 (1992); J. К. G. Watson / Mol.Phys. 81, 227 (1994); В. A. Zon / Phys. Lett. А 203, 373 (1995)] точное решение уравнения Шредингера для электрона в поле точечного заряда и точечного диполя открывает новые возможности для описания ридберговских состояний. Эти возможности представляют значительный интерес, поскольку позволяют получить многие результаты в аналитическом виде, что весьма актуально в связи с большими объемами накопленной экспериментальной информации.

Практически для всех экспериментальных приложений не-

обходим учет связи угловых моментов молекулярного остова и ридберговского электрона, В этой связи представляется актуальным получить обобщение известных схем связи Хунда на случай наличия двух взаимодействующих систем: остова и ридберговского электрона, причем экспериментаторам желательно иметь как можно больше возможных теоретических моделей, описывающих схемы связи в тех или иных молекулах. Одним из важных приложений таких результатов является эффект Зссма-на, интенсивно изучаемый в настоящее время для многих рндберговских молекул.

Важная информация о рндберговских состояниях может быть получена из анализа сечений много фотонных процессов (например, поляризуемости, гиперполяризуемости, многофотонного возбуждения и ионизации и т. д,). Как известно,-одним из самых эффективных методов расчета таких сечений в атомах является аппарат функций Грина [Л. П. Рапопорт, Б. А, Зои, Н. Л. Манаков / Теория многофогонных процессов в атомах, М:Атомиздат, 1978]. Поэтому представляется актуальным обобщение этого аппрата на случай полярных молекул. При этом специфика рндберговских состояний позволяет получать простые аналитические выражения для важных спектроскопических характеристик молекул, например, динамической поляризуемости рндберговских термов.

Переходами электронов в ридберговские состояния сопровождается интенсивно изучаемый в последние годы процесс ядерного девозбуждения путем резонансного взаимодействия с электронной оболочкой во внешнем электромагнитном поле. Этот процесс индуцируемой дискретной внутренней конверсии (ГО1С) представляет большой интерес в связи с планируемыми в настоящее время ,в нескольких научных центрах экспериментами по влиянию внешнего излучения на скорость ядерного распада. Принципиально важным является тот факт, что ГОЮ-процесс в изомере 99тТс при достаточно высоких интенсивностях внешнего поля способен привести к когерентному ядерному излучению с энергией 140 кэВ, что представляется актуальным в связи с интенсивными разработками в области создания гамма-лазеров.

Основная цель диссертации

Основной целью настоян^ работы является развитие теории рпдбсрговскнх состояний в полярных молекулах и атомах. Конкретные задачи, решаемые в диссертации, суть следующие:

- Уточнение общеизвестной классификации молекулярных термов по Хунду. В диссертации рассматриваются 20 "под-случаев Хунда", характеризующие возможные последовательности связывания внутримолекулярных моментов.

- Получение аналитических выражений для эффекта Зеема-на в каждом из рассмотренных подслучаев Хунда.

- Развитие теории квантового дефекта для рндберговских состояний полярных молекул. Построение функции Грина молекулы в приближении квантового дефекта. Получение аналитических выражений для динамической поляризуемости молекулярных рндберговских состояний.

- Развитие нсре.тятлвистской теории индуцированной внутренней конверсии в дискретные ридберговскне состояния. Расчет сечения этого процесса для нейтрального и ионизованного изомера "'"Тс. Оценка возможностей для эксперимента1ьного исследования эффекта.

Научная новизна и значимость работы

В диссертации вводится классификация схем связи моментов в рндберговских молекулах на основе подхода, обобщающего классические схемы Хунда. На основе этой техники представлены аналитические выражения для зеемановского растепления, выраженные в терминах молекулярных гирофакторов, которые для большинства молекулярных термов могут быть рас-счиваются аналитически, а в остальных случаях могут быть заимствованы из эксперимента. Поскольку при интерпретации полученных в эксперименте спектров желательно иметь в распоряжении как можно больше возможных теоретических моделей, соответствующих разным схемам связи внутримолекулярных моментов, то соответствующие аналитические выражения, полученные для каждого из 29 подслучаев Хунда, могут иметь

широкое применение в различных областях молекулярной спектроскопии.

Впервые построена одноэлектронная функция Грина для полярных молекул. С ее помощью могут быть вычислены сечения различных многофотонных процессов с участием молекулярных ридберговских состояний. В качестве конкретного приложения впервые приведены аналитические выражения для динамической поляризуемости ридберговских состояний.

Рассмотрен двухквантовый процесс индуцированной дискретной внутренней конверсии электрона из глубоких оболочек на ридберговские уровни. Впервые приводятся численные оценки вероятности этого процесса для "'»Тс (как для нейтрального атома, так и для его многозарядных ионов) в поле рентгеновского или VUV-лазера. Теоретические результаты подготовлены к сравнению с экспериментами, которые в настоящее время планируются в нескольких научных центрах.

Апробация работы и публикации

Материалы, вошедшие в диссертацию, опубликованы в журналах "Physics Letters В", "Journal of Physics В", ''Известия РАН".

Основные результаты работы докладывались на следующих международных конференциях:

- European Group of Atomic Spectroscopy Conferences (26-th, Barcelona, 1994; 28-th, Graz, 1996);

- CLEO/Europe-EQEC, Amsterdam, 1994;

- High Field Interactions and Short Wavelength Generation, St.Malo, 1994;

- NATO's Advanced Research Worksgroup (SILAP, Volga, 1995);

- 45-е Международное совещание "Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра", С-Петербург, 1995;

- XV-я Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике (КиНО'95), С-Петербург, 1995;

- 11-th Internationa! Conference on Vacuum Ultravioiet Radiation Physics, Tokyo, 1995;

- 7-th International Conference 011 Multiphoton processes (ICOMP VII), Garmish-Partenkirchen, 1996;

- Applications of High Fiele! and Short Wavelength Sources VII, Santa Fe, New Mexico, 199?.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из Введения, трех глав и Заключения. Общий объем диссертации составляет 117 страниц машинописного текста, включая 4 таблицы и 9 рисунков, а также список цитируемой литературы из 113 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во Введении (глава 1) дается литературный обзор, указывается цель работы и приводится краткое содержание отдельных ее глав.

В главе 2 дается развитие теории ротациошю-ридбсрговских состояний полярных молекул, учитывающих молекулярные вра-шсиия.

В раздело 2.1 для дальнейшего использования приводится краткая сводка результатов, касающихся точного решения уравнения Шредингера для электрона в поле точечного заряда и точечного диполя. Один из основных результатов состоят в том, что электронные уровни энергии даются водородоподоб-ноп формулой:

F„, д = —Z1 ¡2N'llx, Nn д = пг + / + 1. (1)

Здесь / -- нецелый аналог орбитального момента, т. н. квазимомент, зависящий от дилольного момента d молекулы, а также от проекции Л электронного момента на молекулярную ось. Величина 1 в обозначении I имеет простой смысл это обычный (целый) угловой момент, в котохзый переходит квазимомент в сферически симметричном пределе малого дипольного момента. При этом I нумерует значения I в порядке возрастания. Не-

целость квазимомента I — /(А), а также вклад сферических гармоник с I' ф I в угловую функцию

(2)

составляют отличие теории рпдберговских состояний молекул в адиабатическом приближении от соответствующей теории для атомов.

В зависимости от соотношения между интервалами вращательных уровнен молекулы и интервалами уровней ридбергов-ского электрона, ротационно-ридберговские состояния подразделяются на адиабатические и диабатпческие. Поскольку адиабатическое приближение характеризуется сохранением Л, к нему относятся случаи (а) и (Ь) по Хунду. В диабатическом приближении орбитальный момент связывается векторной связью и, следовательно, Л не сохраняется. Для систем без спина, которые только и рассматривались в разделе 2.1, это означает наличие случая Хунда (с1). Аналогичным образом, при учете спинов случай (с) следует отнести к адиабатическому, а случай (е) — к диабетическому приближению. Эта предварительная классификация отражена на рисунке 1.

Рис. 1. Случаи Хунда в адиабатическом и диабатическом приближении

Здесь И7,. ~ 2В(./ +1) — энергия вращательного взаимодействия, т. е. интервал между уровнями с соседними значениями ■/; В — константа вращательного взаимодействия.

Адиаб. прибл.: И"г < Лу/Аг3

ИЪ > Щ.: (а), (Ь) » И7л<И-г: (с)

Диаб. прибл.: IVг > Иу/Л7

+ V,.<&№,:(<()

* Ще » » И д,- (е)

„ А_3(2Л + 1)_

л 2ЛГЗ /(/ + 1) (412 — 1) (2/ + 3)

Ну.

— энергия взаимодействия ось-орбита для электрона.

~ иГ+Т){1 +1/2) (а'и 1/13()'

— энергия спин-орбитального взаимодействия для электрона.

В исследованиях по атомной спектроскопии важную роль играет порядок связывания угловых моментов входящих в атом подсистем (кик правило, оптичсскогоэлектрона и атомного остова). Подобным образом и для молекул теоретическое исследование с необходимостью должно базироваться на том или ином допущении о схеме связывания внутримолекулярных моментов. Кроме того, и для задач экспериментальной молекулярной спектроскопии, например, для идентификации молекулярных уровней, было бы полезно иметь как можно больше теоретических схем связи угловых моментов, входящих в молекулу. Общий подход к классификации схем связи молекулярных моментов осуществляется с привлечением пяти широко известных случаев Хун-да. Эти случаи, однако, были сформулированы без каких-либо специальных предположений о структуре молекулы как, например, системы, состоящей из остова и рцдбсрговекого электрона. Поэтому для рндбсрговскоп молекулы классификация по Хунду может быть детализирована.

В разделе 2.2 предлагается новая классификация, в которой обычные случаи Хунда подразделяются на 29 различных схем связи, которые именуются "подслучаями Хунда'"и нумеруются посредством приписывания номера к букве, соответствующей классическому случаю Хунда, из которого происходит данный подслучай. Таким образом получаются по три подслучая Хунда (а), (Ь) и (с): а1-аЗ, 61-63, с1-сЗ; 12 подслуаев Хунда (</): </1-й12 и восемь подслучаев Хунда (е): е1-е8.

Далее в разделе 2.2 указываются соотношения между внутримолекулярными взаимодействиями, при которых имеет место тот или иной подслучай Хунда. Приводятся волновые функции ротационно-ридберговских состояний для каждого из 29 подслучаев.

Одним из экспериментально интересных приложений рассмотренных выше схем связи является исследование влияния магнитного поля на молекулярные спектры, т. е. эффекты Зее-мана и Пашена-Бака. Эти явления изучались во многих работах, однако в них рассматривались лишь некоторые простейшие

схемы, относящиеся к случаям (<1) н (Ь). При этом из мульти-польных моментов молекулярного остова рассматривался лишь квадрупольный момент, а дипольный момент не учитывался. Очевидно, что в экспериментальных исследованиях весьма уместно наличие как можно большего количества аналитических выражений для энергош молекулярных термов, что при сопоставлении с экспериментальными данными позволит сделать вывод о реальной схеме связи моментов (а следовательно и об относительной величине внутримолекулярных взаимодействий) в конкретных молекулах.

В разделе 2.3 диссертации приводятся выражения для зеема-новского расщепления в полярных молекулах для всех рассмотренных 29 подслучаев Хунда, Результаты представляются в компактной форме в виде молекулярных гирофакторов.

Следующим шагом построения теории ридберговских состояний молекул на основе вышеупомянутых точных решений уравнений Шрёдингера является построение функции Грина для этих уравнений. Водородоподобный атом является одной из немногих систем, которых допускают получение замкнутых выражений для функции Грина. Поскольку, как указывалось выше, ридберговскяе состояния полярных молекул также могут быть описаны в рамках водородолодобной модели, то функция Грина может быть пострена и в этом случае.

Эта задача решается в разделе 3.1 главы 3. При этом дипольный потенциал молекулярного остова учитывается точно (на основе результатов, приведенных в разделе 2.1), а короткодействующая часть потенциала учитывается в приближении квантового дефекта. В этом приближении спектр электрона считается водородояодобньш:

£п1*. = ~22/2и„1\2, Р„1Х = Лпц - /«ц, (3)

Разлагая функцию Грина по угловым функциям (2) ридбер-говского электрона:

0{е; г, г') = £ <7?%-; г, г') • (й; г) ^ г'), (4)

IX

запишем уравнение на радиальную функцию Грина вне молекулярного остова (т. е. при г > гс):

1А

r2 d г

dr

1(1 + 1)

+ 2 [e +

Ze2

Обшее решение этого уравнения:

г г

2

(5)

Здесь V — \Z-2ejZ, г> = шах(г.г'). г< = тш(г,г'); Л/ и \\' — функции Уиттекера. Константа А определяется короткодействующей частью потенциала молекулярного остова. Она может быть определена из асимптотического представления функции Грина на больших расстояниях г —оо при положительных энергиях г > 0 и имеет вид

А = - ехр[1(2«Т; + ~{р - /)][ехр(2^) - 1]. (6)

где С/ = аг§Г(1 + / - к = \/-2г; 5 — фазы рассеяния.

Для построения функции Грина при отрицательных энергиях необходимо аналитическое продолжение (6) в область вещественных V. Такое аналитическое продолжение может быть осуществлено, если известно соотношене между фазами рассеяния 5 и квантовым дефектом Такое соотношение выписывается в разделе 3.2 в общем случае нецелых значений орбитального момента:

cot Six(E) -4 [1 -ехр2тг?(г^-/)]со17г///д(£') — i exp2iri(u - Г). (7)

Выражение (7) аналогично соотношению между квантовым дефектом и фазами для релятивистского водородоподобного атома, [А. В. Боровский, С. А. Запрягаев, О. И. Заиаринный, Н. Л. Малаков, Плазма многозарядных ионов, Санкт-Петербург: Химия, 1995] что вызвано нецелостью орбитального момента I.

Для целых I формула (7) переходит в соотношение Нормана [Г. Е. Норман // Оптика и Спектроскопия 12, 333 (1966)]:

cot ö (1 - ехр 2ш) cot жii — г ехр 2niv, (8)

При Е -* 0 (и гоо), обе формулы (7) and (8) дают известное соотношение Ситона:

cot Ttji = cot 5.

С' помощью (7) полумается следующее аналитическое продолжение (б) на область отрицательных энергий:

4 = Г(/+1 - у) simr/цд

r(i+l+i/)sinir(m-/ + f)'

Как легко видеть, функция Грина, определяемая соотношениями (5,9)

(i) совпадает с соответствующей атомной функцией Грина в приближении квантового дефекта в случае нулевого дн-польного момента;

(ii) не имеет сингулярностей в "дипольно-кулоновских" полюсах, соотвествующих уровням (1); и

(iii) имеет полюса, определяемые условием и — vni\ =. nr + / + 1 — fiix, так что эти полюса соответствуют экспериментальным энергетическим уровням Е — е„/д (3).

Вычеты в этих полюсах суть

Res С(е: г,г') = 7Zna(r)Ylx (d: г) ■ П„,х(г')Г,\ (rl; г'),

где

\ Vnix J

Cnl\ =

+ dvni>.)

Zv„,/ 1 + F(N„IX ~ m - 1)Г(1 + 1 4- Pr,a)

Я„1Х с такой нормировочной константой совпадает с выражением для волновой функции электрона в теории квантового дефекта.

В разделе 3.2 дается развитие метода Бейтса-Дамгаард для многофотонных процессов. Именно, приближение Беитса-Дам-гаард позволяет получить достаточно простые анатитические выражения для матричных элементов от функции Грина. В частности, получены формулы для поляризуемости ридберговских полярных молекул в приближении квантового дефекта. Аналогичные формулы, в которых дипольный момент равняется нулю, могут быть использованы для расчетов поляризуемости атомов и атомных ионов.

В укачанном приближении достаточно рассмотреть ведущие члены в асимптотике функции Грина при г ос:

Г(1 + /— i]) V. V2 )

■ Здесь

7 = iZ/k, Qfaí) = -e-«(ii+z/kent для £ > q.

7 = IS, Q{r¡J) = sin 7r(j] - I) cot n(fi¡x -v+l) для £ < 0;

Радиальные волновые функции электрона в приближении Бейт-са-Дамгаард имеют следующую форму:

/ 2 - \

К/а) = В„п = ZC„i\ ( — ) .

Приближение Бсйтса-Дамгаард дает следующий результат для радиального матричного элемента от функции Грина:

(пЩгдп,(Е <0;r,r')r'|n/A> =

уВ2пП Г2T{2t/n¡\ + 4) - Z \ иЫ\ - 7 + 2 V 2Z)

2Fx(l, 2vHlx + 4;pfúX + г, + 2; ^p) + "Q(t),0*

Общее выражение для поляризуемости: ¡'У Ы!

/(21Х + 1)(2/а + 1)(2/1 + 1){2Г2 + 1)х к 1 \( 1г 1 1'г \( к 1 1[\( к 1 I', \ .

О О О Д О 0 О Д -А г Л' Д -А к А' ) '

Тпу и (и) =

(п/А^д^д + ш; г, г')г'|п/А) + (п1Х\гд11х,(Епи - г, г')г'|п/Л).

Здесь г, /.- = О,--циклические компоненты. В эксперименте

часто измеряются так называемые перпендикулярная и параллельная поляризуемости:

<*±= ), ац = а00

Результаты расчета этих величин приведены на рисунках. При расчетах а(и>) считалось, что ~ —0.3, ~ —0.1, (I = 1. Такие расчеты носят пока иллюстративный характер, поскольку в настоящее время накоплено довольно мало экспериментальных данных о квантовых дефектах для ридберговских состояний полярных молекул; отсутствуют также сведения о дпполь-ных моментах молекулярных ионов.

Как видно из рисунков, статическое значение является хорошим приближением для поляризуемости вплоть до второго ее полюса как функции частоты.

Следует иметь в виду, что выражение (10) может быть использовано также и для расчетов атомной поляризуемости. При этом надо положить дипольный момент равным нулю.

В главе 4 рассматривается многофотонный процесс конверсионного типа — индуцированная дискретная внутренняя конверсия ядерного гамма-излучения во внешнем поле, т. с. процесс девозбуждения ядра электронным переходом. Этот процесс качественно обсуждается в разделе 4.1, п состоит в ядерном переходе из метастабильного (изомерного) состояния в основное без излучения '/-кванта, и сопровождается переходом электрона

а (ш), а.и. —1 1 Л Г ш, а. и.

0.01 0.02 0. 13 5 . )4 0.05 ОД

Рис. 2. Параллельная и перпендикулярная поляризуемость для 2ро-состояния.

из глубокой оболочки на дискретный ридберговский уровень. Существенное отличие этого процесса от обычной внутренней конверсии состоит в том, что конечное состояние электрона принадлежит дискретному спектру, а не континууму.

В отсутствие внешнего поля дискретная конверсия требует как можно меньшей разности между энергиями ядерного и электронного переходов (т. н. дефект резонанса). Когда эта разность становится сравнима с шириной атомных уровней, процесс приобретает резонансный характер, что приводит к значительному ускорению распада метастабильного ядерного состояния. Хотя для большинства ядер дефект резонанса не мал, он может быть скомпенсирован поглощением (или вынужденным излучением) фотона внешнего излучения. Соответствующий процесс называют "индуцированной дискретной внутренней конверсией" (IDIC).

Приближенные оценки для энергий фотонов внешнего излучения, необходимых для IDIC-переходов в ридберговские электронные состояния вышеупомянутых атомов представлены в таблице 1. Как видно из таблицы, IDIC-процссс в этих ядрах может происходить в довольно широком спектральном диапазоне внешнего излучения — от мягкой ультрафиолетовой до рентгеновской области.

В отличие от вышеупомянутых изомеров, оаТс имеет определенные преимущества в плане возможного экспериментального наблюдения IDIC. Благодаря своему широкому использованию в медицинской раднодиагносгнке, этот изомер вырабатывается в макроскопических количествах.

В разделе 4.2 приводятся общие выражения для сечения IDIC-процесса во внешнем поле с произвольным спектральным распределением. Сечение процесса рассчитывается в водородопо-добном приближении с использованием кулоновскей функции Грина как для нейтрального атома Тс, так и для его многозарядных ионов. Численные оценки приводятся в разделе 4.3.

В работе указано на уникальное свойство ядерных уровней изомера "Тс, состоящее в том, что его метастабильный 6-часовой уровень не является первым возбужденным ядерным состоянием: он лежит над 0.2-наносекундным уровнем с энергией распада 140 кэВ. Поэтому IDIC-процесс в "Тс может, в принципе, приводить к ядерному индуцированному 7-излучению. Оцен-

Изомер Энергия Низшая Энергия Возможная

перехода начальная внешнего начальная

оболочка для фотона оболочка для

обычной 1С ГО1С

уиТс 2.71 кэВ М 500 эВ ь

W5Ag 25.47 кэВ Ь 44 эВ к

1890s 69.54 кэВ 1 4.3 кзВ к

l!)1Os 74.38 кэВ ь 400 эВ к

191Au 13.7 кэВ Ьг 200 эВ и

mIr 80.3 кэВ К 4 кэВ к

lu7Au 77.351 кэВ Ьг 50 эВ к

20r,pb 2.330 кэВ N 150 эВ м

22»Th 3.5 эВ Я-2 1 эВ

235 U 76 кэВ Я 4 эВ я

Таблица 1. ГОЮ-процесс в некоторых изомерах

ки такой возможности проводятся в разделе 4.4.

В разделе 4.5 обсуждаются возможности гжсперимеитально-го наблюдения ГО1С-проиесса и приводится сравнение современных экспериментальных возможностей с требуемыми для реализации ГО1С процесса согласно расчетамы, проведенным в разделе 4.4. Хотя экспериментальное наблюдение сокращения времени ядерного распада за счет ГО1С пока еще наталкивается на определенные трудности, однако сама возможность получения когерентного усиления в таком жестком диапазоне представляет интерес. Более того, даже при ннтенспвностях значительно меньших, чем требуется для когерентного 140 кэВ излучения, значительное сокращение времени жизни изомера 99тТс, широко используемого в качестве "меченого атома" в медицине, по-зволо бы существенно повысить чувствительность детекторов, и, соответственно, уменьшить дозу радиоактивного вещества, вводимого в организм человека.

В разделе 4.6 кратко рассматриваются особенности ГО1С-процесса на релятивистских ядрах.

В Заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1) Для описания возможных вариантов связывания внутримолекулярных моментов введена классификация ротацион-но-рндберговских состояний полярных молекул, обобщающая широко известные схемы связи по Хунду. Подробно описаны 29 подслучаев Хунда, возникающие в такой классификации.

2) Развита теория эффекта Зеемана для ротационно-рщбер-говских состояний полярных молекул. Аналитические выражения для зеемановского расщепления приведены для каждого из вышеупомянутых подслучаев.

3) Развита теория квантового дефекта для уравнения Уит-текера с нецелым орбитальным моментом. Получено непосредственное обобщение известных ранее соотношений между фазами и квантовым дефектом.

4) Построена однозлсктроиная функция Грина для полярных молекул в приближении квантового дефекта.

5) Развито приближение Бейтса-Дамгаард для функции Грина атомов и молекул. С его помощью удается получить простые аналитические выражения для многофотонных процессов с участием ридберговских состояний атомов н молекул. В качестве конкретного приложения впервые приведены аналитические выражения для динамической поляризуемости ридберговских состояний.

6) Рассмотрено сечение процесса индуцированной внутренней конверсии электронов глубоких атомных оболочек в ридберговские состояния в поле внешнего излучения с произвольной формой спектра. Приводятся численные оценки для вероятности дискретной внутренней конверсии в нейтральном и ионизованном а9тТс в поле рентгеновского или УГУ-латера. Даны оценки для возможного когерентного гамма-распада первого возбужденного состояния вышеупомянутого изомера за счет ускорения конверсионного перехода в сверхсильном внешнем поле.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1) V.E.Chernov, B.A.Zon / On a possibility of coherent 140-keV amplification in Tc-99 isomer via resonance interaction of synchrotron radiation with atomic electron shell // 26th EGAS Conference Abstracts (Bellaterra (Barcelona) 12-15 July 1994). p.421-422, publ. by the European Physical Society, 1994.

2) V.E.Chernov, D.L.Dorofeev, B.A.Zon / Zeeman effect for ro-tational-Rydberg states in polar molecules // 26th EGAS Conference Abstracts (Bellaterra (Barcelona) 12-15 July 1994), p.384-385, publ.by the European Physical Society, 1994.

3) V.E.Chernov, B.A.Zon / On a possibility of coherent 140-keV amplification in Tc-99 isomer via resonance interaction of external radiation with atomic electron shell // High Field Interactions and Short Wavelength Generation, OSA Topical Meeting, 22-25 August, 1994, St.Malo, France, OSA Technical Digest Series, Vol.16, p.37-38, Washington, 1994.

4) V.E.Chernov, D.L.Dorofeev, B.A.Zon / Fine structure of rota-tional-Rydberg states in dipole mopeculcs; / Zeeman effect for molecular Rvdberg states; / Dipole Oscillator strengths for the rotational-Rydberg states in dipole mopecules // CLEO/Europe-EQEC, Amsterdam, 28 August-2 September 1994 (Advance Programme, p.88).

5) Б.А.Зон, В.Е.Чернов / О возможностях лазерных методов в ядерной спектроскопии // Тез. докл. 45 Междунар. совещания "Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра"', С-Петербург, 27-30 июня 1995г., с.217.

6) B.A.Zon, V.E.Chernov / On laser methods in nuclear spectroscopy // XV-tii International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (ICONO'95), St.-Petersburg, 27 June - 1 July 1995; Report NFDll.

7) V.E.Chernov, B.A.Zon / Acceleration of nuclear decay in intense VTJV field // The 11th International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics, Rikkio University, Tokyo, 27 August - 1 September 1995; Report M27.

8) V.E.Chernov and B.A.Zon / One-electron Green function for simple molecules // in: 28th E.G.A.S. Conference, abstr. A3-05 (Graz, 16-19 July 1996) publ.by EuroPhysics Confernce Abstracts, p.23, 19%.

9) V.E.Chernov and B.A.Zon / Green Function for Polar Molecu-lae // 7th International Coinference on Multiphoton processes (ICOMP VII) 30 Sept. - 4 Oct., 1996, Garmish-Partenkirchen, Germany; Abstracts, B68.

10) Б.А.Зон, В.Е.Чернов / О возможностях лазерных методов в ядерной спектроскопии // Известия РАН, сер. физическая, т.60, No.5, с. 189-195 (1996).

11) B.A.Zon, V.E.Chernov / Induced discrete internal conversion in Tc-99m // Phys.Lett.B Vol.383, No.4, pp.367-371 (1996)

12) V.E.Chernov and B.A.Zon / Quantum defect method for polar molecules: one-electron Green function // J.Phys.B Vol.29, No. 18, pp.4161-4164 (1996).

13) B.A.Zon and V.E.Chernov / X-Iaser induced nuclear decay: Resonance internal conversion // Applications of High Field and Short Wavelength Sources VII (Santa Fe, New Mexico, 19-22 March 1997) OSA Technical Digest Series, Vol.7, p.UO-111, Washington, 1997.

Заказ ISA от 46. О 1997 г. Tup. iOO зкз. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ.

19