4-68  高Z类锂离子禁戒跃迁研究

张  弘  李月明  李  萍

电子束离子阱（EBIT）是一种可以产生周期表中任意元素的任意高电荷态离子的实验室的装置。而在高电荷态离子的情况下，由于磁偶极和电四极禁戒跃迁速率与Z的高次幂成正比增长会变得很大，致使有些禁戒跃迁在极重离子极高电荷态下可以与光学允许跃迁相比拟，从而禁戒跃迁不再禁戒，因此有必要在双电子复合、不透明度、自由程等理论计算中考虑其影响。  

 　　采用全相对论多组态理论，使用GRASP程序，对类锂离子(Z=30~92)的输入组态1s²2s，1s²2p，1s²3s，1s²3p，1s²3d的各种可能的磁偶极矩M1和电四极矩E2的跃迁速率，能级间隔进行了计算，结果表明：重元素高离化的激发态间的磁偶极、电四极跃迁速率较大，在某些情况下，禁戒跃迁过程不能忽视。由计算给出的磁偶极矩M1(1s²3p²P_1/2~1s²2p²P_3/2)、电四极矩E2(1s²3d²D_3/2~1s²2s²S_1/2)、电偶极矩E1 (1s²3d²D_5/2 ~1s²2p²P_3/2)最强线的跃迁速率得到3类跃迁的跃迁速率A_a与核电荷数Z的变化关系如图1。

在Dn¹0跃迁情形下，经过拟合后得到在高Z的情况下上面3条最强线A_a与有效荷电荷Z^*的定标关系，对于磁偶极M1跃迁A_a=6´10^-9(Z^*)^10.2，对于电四极矩E2跃迁A_a=2´10¹(Z^*)^6.3，对于电偶极矩E1跃迁A_a=7´10⁷(Z^*)⁴。

一般而言，对于大多数的中性原子，电偶极跃迁的速率范围是在10⁷~10⁹ s^-1，磁偶极和电四极的禁戒跃迁的速率为10²~10⁴ s^-1。然而，对于高Z高剥离离子的磁偶极和电四极禁戒跃迁速率可达到10⁶~10¹³ s^-1，在这种情形下须考虑双电子复合、不透明度、自由程等理论计算中禁戒跃迁的影响。