對質(zhì)子撞擊氦原子電離的高級數(shù)學(xué)分析揭示了實(shí)驗(yàn)與該過程的現(xiàn)有理論計(jì)算之間的差異所在。

當(dāng)一個(gè)原子受到一個(gè)快速移動(dòng)的質(zhì)子的撞擊時(shí)，它的一個(gè)軌道電子可能會(huì)被擊退，留下一個(gè)帶正電的離子。為了理解這個(gè)過程，研究人員研究電子被擊退時(shí)傳播的角度分布很重要。在EPJ D 上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，印度羅摩克里希納使命寄宿學(xué)院的 M. Purkait 及其同事清楚地確定了理論和實(shí)驗(yàn)測量的角度分布之間出現(xiàn)差異的特定區(qū)域。

該團(tuán)隊(duì)的結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致對這種電離過程進(jìn)行更高級的計(jì)算。反過來，改進(jìn)的理論技術(shù)可以應(yīng)用于等離子體物理學(xué)、癌癥治療和新激光技術(shù)開發(fā)等廣泛領(lǐng)域。借助最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，物理學(xué)家現(xiàn)在可以準(zhǔn)確地測量發(fā)射電子的角路徑將如何變化，這取決于電子的能量和撞擊質(zhì)子傳遞的動(dòng)量。這些分布在名為“全微分橫截面”(FDCS)的計(jì)算中進(jìn)行了描述——這對于指導(dǎo)電離過程的理論模型至關(guān)重要。然而，到目前為止，理論計(jì)算經(jīng)常以不確定的方式與實(shí)驗(yàn)獲得的 FDCS 形成對比。

在他們的研究中，Purkait 的團(tuán)隊(duì)研究了質(zhì)子撞擊引起的氦原子電離。由于氦原子核包含兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，研究人員使用“四體扭曲波”(DW-4B)近似來研究該過程。使用此工具集，他們可以使用更簡單的數(shù)學(xué)來近似處理所涉及的非常復(fù)雜的交互。這使他們能夠解釋發(fā)射電子和撞擊質(zhì)子在氦原子核電場中的行為，以及原子核的位置如何依次扭曲。通過將他們的結(jié)果與最近實(shí)驗(yàn)中測量的 FDCS 進(jìn)行比較，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們在高沖擊能量下相當(dāng)吻合。只有更高的質(zhì)子值才會(huì)出現(xiàn)明顯的差異-電子動(dòng)量轉(zhuǎn)移，以及中能電子。該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在希望他們的結(jié)果能夠在未來的研究中改進(jìn)理論技術(shù)。