二次康普顿散射和产生双光子的康普顿散射

从康普顿散射的基本原理出发,基于能量、动量守恒定律和相对论效应,首先讨论了康普顿散射中的二次散射,得出波长的改变量不仅与散射角有关,还与入射光子的波长(频率)有关;其次讨论了产生双光子的康普顿散射,由于这种散射的复杂性,只选取了两种特殊情形来讨论,得出散射光子的频率不仅与两个散射光子的散射角有关,还与入射光子频率有关,单一频率的入射光子发生双光子散射后,散射光子波长的改变还可能是连续变化的;康普顿散射实验说明二次散射和双光子散射的发生是可能的。     

激光-电子非线性康普顿散射中电子的特性研究

利用单粒子理论和电子与光子非弹性碰撞模型,对激光-电子非线性康普顿散射的电子的速度进行了研究.通过理论推导得出了电子的能量变化因子的表达式,同时讨论了电子与光子碰撞后的速度.结果表明,电子与光子碰撞后的速度不仅与碰撞之前电子的速度和n光子集团的频率有关,还与电子与n光子集团入射方向与散射方向间的夹角和光子的散射角有关.     

N光子集团的Compton散射截面

采用量子化辐射场与相对论电子作用的模型,从微扰论得出的跃迁概率表达式出发,导出了n光子集团与电子发生Compton散射的跃迁概率表达式.进而研究了 n光子集团Compton散射的光子散射截面性质,得出了双光子Compton散射的光子散射截面的具体表达式,结果表明n光子Gompton散射的光子微分散射截面不仅与散射角(光子入射方向与散射方向的夹角)有关,还与入射光场的光子数密度以及初始电子的能量有关.     

Compton效应中变线强度与不变线强度之比率

按著 Compton1 和 Debye2的理论, Compton效应中波长的变动,应为 式中λ为入射X-线的波长,λ’为散射X-线的波长,为散射角, h 为 Planck常数, m为电子的质量, c为光速。以已知的数值代入,则得h/mc=024,(1A=10-scm)。(1)式的正确和普遍,已为许多物理学家3所证实。惟推求(1)式,系假设入射的光子(Photon),为散射体中的自由电子所散射,结果可以解释Compton效应中变线的起源。而实际除变线外,平常尚有一不变线,他的波长,同入射’X-线的波长,完全相等。关於不变线之发生, Compton4会假定为束缚电子散射的结果;因为此种电子,紧缚於原子中,入射…     

相对论性电子与强场作用的非线性理论

研究了相对论性电子在强激光场中的非线性康普顿散射,进而导出散射光子频率的表达式.结果表明:当散射角为0时,电子仅仅充当了“耦合器”的作用,并存在n倍频效应.当散射角为π时,若电子和光子对撞,散射光子的频率随电子吸收光子数n的增大而增大,随激光场强度增强而减小;若光子追上电子而发生碰撞且散射光子被反弹时,可实现激光场对电子的有效加速.     

短距离量子电磁场中的快光子发射

在ISR上发现高能单光子发射现象后,通常将这种现象解释为胶子—层子的康普登散射及反层子—层子湮灭、CIM介子—层子散射,等等,但是,理论计算结果与实验数据符合的不大好. 有可能,强子-强子碰撞产生快光子是一种短距离量子电磁场中的现象.快光子的能量-动量分布由短距离量子电磁场的性质所决定.设量子电磁场由于高能强子—强子碰撞而被限制于空间线度l内,光子发射过程发生在时间间隔τ内;当光子频率ω满足τ≤2π/ω或波长λ>1时,光子进入非定域区,量子电磁场具有短距离性质.由Pauli-Jordan的电磁场测不准关系:     

强激光场氦原子非序列双电离过程中光子动量分配

本文研究了He原子非序列双电离过程中光子动量在电子和原子核间的分配问题.扩展三维半经典再散射模型使之同时包含原子核的运动,数值模拟计算原子体系的三维动力学并统计原子核与电子沿激光场传播方向的动量.结果表明,原子核与电子之间的质量差异导致电子波包向激光传播方向漂移的比核厉害,当电子靠近原子核附近而受到核的散射时,会将一部分动量传递给原子核.这种动量交换与氦原子的非序列双电离机制紧密相关:简单计算表明,序列电离机制(Sequential Double Ionization,SDI),回碰直接电离机制(Recollision Impact Ionization,RII)以及回碰激发再电离机制(RecollisionExcitation with Subsequent Ionization,RESI)会给出不同的电子动量.     

双色线性激光场中电子与氦原子的散射研究

应用玻恩近似理论,在一种特殊的散射模式(双色线性激光场的极化方向在电子的入射方向和出射方向所确定的平面内,并且极化方向与电子的入射方向有ψ0=38°的夹角)下,利用静电屏蔽的Yukawa势,计算了双色线性激光场中氦原子被电子散射的微分散射截面。从计算结果中可以看出,光子能量、激光强度以及交换光子数的不同对微分散射截面的变化趋势都有较大影响。     

电子体系量子跃迁的规律

原子物理学中定性的叙述:孤立的光子不能转变为一对电子,因为动量和能量守恒定律不能同时得到满足。因而产生电子偶必须在另一个粒子附近,那么入射光子照射真空中的自由电子能否吸收光子而产生跃迁呢?本文首先依据量子力学的微扰跃迁理论     

等离子体环境中正电子与氦原子碰撞电子偶素形成过程理论

正负电子偶素(Positronium, Ps)的形成是正电子-原子碰撞过程中独有的物理过程。为了探究正电子与氦原子散射过程中正负电子偶素形成的问题,应用屏蔽近似模型下的光学势理论方法研究了等离子体环境中正电子-氦原子碰撞的电子偶素形成过程,计算了0～100 eV入射能量区域内总的正负电子偶素形成截面(1s+2s)。在计算等离子体环境中靶原子体系的能级及波函数时,应用屏蔽的氦原子模型势描述了屏蔽效应对粒子间相互作用的影响。电子偶素形成截面计算结果与已有的其他理论、实验结果对比并进行了分析。验证了在中低入射能量下,屏蔽模型下的光学势理论方法对于处理正电子-氦原子散射问题具有有效性。     

相对论质子-质子碰撞过程中产生的大横动量光子研究

利用微扰量子色动力学和部分子模型,研究了相对论质子-质子碰撞产生的大横动量光子.在微扰量子色动力学中,大横动量光子的产生源主要有康普顿散射、夸克-反夸克湮灭、胶子夸克单圈以及部分子散射末态的光子碎裂等.理论计算结果能够较好地解释各能区质子-质子碰撞产生的光子实验数据.     

氦同位素被氟化氢散射角分布的计算

用密耦方法计算了碰撞能量分别为20和86 meV时,3He,4He,6He和9He被HF分子散射的角分布,总结了氦同位素原子对He-HF散射角分布的影响.计算结果表明:在同一入射能量下,随着入射氦同位素原子质量的增加,总微分截面在0°时的角分布逐渐增大;同一级衍射振荡极小值位置逐渐向小散射角方向移动;He同位素原子与HF分子碰撞发生的彩虹现象越明显.     

激光场中电子-氙原子散射

在电子入射方向平行于激光场的极化方向这种特殊的散射模式下,把二阶玻恩近似理论推广到电子与较重惰性原子-氙原子散射的过程,计算了小角度(5°～25°)情况下激光辅助电子与氙原子散射交换单光子、双光子和三光子的微分散射截面.并对计算结果进行了分析,对比电子与其它惰性原子散射过程,表明用二阶玻恩近似理论解释在激光场下电子与较重惰性原子散射也是比较成功的.     

电子与硼、碳和氮原子碰撞角分布的理论计算

用模型势方法研究和计算了电子被B、C、N原子散射的微分截面 (角分布 ) ,入射电子能量从 0 .1～ 1.0eV ,计算的角分布从 0°～ 180°.从理论研究和计算中看到 ,随入射电子能量的增加 ,电子被B、C、N原子散射的微分截面有规律性变化 .     

电子碰撞K壳层电离截面的理论研究

基于相对论的电子离子碰撞的K壳层的电离截面理论,计算了原子C、Al、Ca、Ti、Cu、Ge、Mo、Ag、Au、Pb电子离子碰撞电离截面,并分析了其随入射电子能量和电子温度的变化趋势,所得的计算结果和其它理论值和近期的文献实验数值进行了比较,计算结果可为Kα光子产额与超热电子数额和能量模拟提供原子参数.     

受激拉曼散射

一、普通拉曼散射和受激拉曼散射当外界一定频率的单色光通过介质时,在散射光谱中,除了与入射光波长相同的谱线外,在此谱线的两侧分布了一些新的谱线,这些新的谱线相对于入射谱线的频率,有一定的移动规律.这与组成介质的分子结构、运动状态有关.与入射光波长无关,这过程称为拉曼散射.这时分子吸收一个入射光子hv_0,跃到一个中间状态,然后发射一个频率为v_s的光子,由能级E_n跃到E_m:     

低能电子与第二周期元素原子碰撞截面的理论计算

作者采用等效势方法讨论了电子被原子散射的物理模型.入射电子在原子有效势场中运动的势能可以表示成静电势能Vo(r)、极化势能Vp(r)和交换势能Ve(r)之和.作者考虑到入射电子波的畸变,利用修正的极化势截断函数得到了入射电子与靶原子相互作用的解析势能函数,并进一步编程计算了电子与第Ⅱ周期元素原子散射的总截面和动量转移截面,其结果与已有的实验和计算结果符合得较好,并得到了截面与原子序数的一些变化关系.     

垂直于→q平面几何条件下102ev电子碰撞He原子电离的动力学关联效应

考虑出射道三粒子之间的动力学屏蔽（DS）效应（简称DS3C模型）,用DS3C理论模型计算和分析了垂直于动量转移平面（即垂直于平面）几何条件下,入射能量为102eV电子碰撞He原子单电离的完全微分截面（FDCS）,将计算结果与绝对实验数据及3C、DWB1-CM、DWB2-CM等模型的理论数据进行了比较。结果表明：DS3C能够较好地定性描述垂直于平面的碰撞结果。说明入射电子能量较低时,对于非共面几何条件下的碰撞,出射道不仅要考虑核与电子、电子与电子间的相互作用,而且也不能忽略出射粒子间的动力学屏蔽效应。     

核环境中的多重散射和能量损失

当快速部分子在核介质中传播时会和介质中的其他部分子发生多重散射,从而导致横动量展宽效应以及喷注淬火效应.本文综述了基于微扰QCD高扭度因子化计算核环境中部分子横动量展宽的最新进展,讨论了高扭度展开框架下的部分子能量损失计算及其在RHIC和LHC上高能核碰撞中领头强子产生中的应用.具体介绍了扭度-4过程的次领头阶计算,论证了核环境中双重散射的QCD因子化定理,证明了核介质性质的普适性并推导出了核介质性质的QCD演化方程,发现RHIC和LHC质子-原子核碰撞中向后快度区强子产生的核增强现象可被解释为非相干双重散射效应.进一步给出了高扭度展开框架下部分子能量损失效应对高能核核碰撞中大横动量强子谱产生的次领头阶数值计算方法,分别计算了π0,η,ρ0,?, KS0和ω等领头介子的产额及其核修正因子,讨论了不同领头强子的产额比,通过对核修正因子的理论计算与实验数据进行对比来抽取喷注输运参数,发现相对论重离子碰撞中领头强子谱的压低需要同时考虑初始喷注谱、能量损失机制和真空部分子碎裂函数这三个部分的影响.     

基于Geant4模拟的康普顿散射研究

在暗物质直接探测实验当中,高能gamma射线是重要的本底来源之一.高能光子由于康普顿散射的原因会在高纯锗探测器中会产生低能本底. CDMSlite实验中发现低能区域的康普顿能谱存在康普顿台阶,脉冲近似(Impulse Approximation, IA)理论解释了台阶出现的原因是原子中电子处于束缚状态,它使用散射函数来描述电子的束缚效应.为了探究这些台阶与散射函数以及入射能量之间的关系,我们使用Geant4程序对康普顿散射中的康普顿台阶进行了研究.研究发现随着初始光子能量增高,K壳层与L壳层的康普顿台阶会变得越来越平缓,直至斜率趋近于零.