Stark效應(yīng)誘導(dǎo)的類氫離子2s1/2-1s1/2躍遷幾率的理論研究*

萬建杰 趙鑫婷 李冀光 董晨鐘

1) (西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院, 蘭州 730070)

2) (北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學(xué)研究所, 北京 100088)

基于微擾理論研究了靜電場Stark效應(yīng)誘導(dǎo)的類氫離子2s1/2-1s1/2躍遷, 給出了Z = 1—92類氫離子的Stark混合系數(shù)和2s1/2-1s1/2躍遷幾率, 討論了Stark效應(yīng)誘導(dǎo)的類氫離子2s1/2-1s1/2躍遷幾率隨原子序數(shù)的變化規(guī)律以及相對論效應(yīng)對Stark混合系數(shù)和誘導(dǎo)躍遷幾率的影響.結(jié)果表明, 給定電場強度時, 類氫離子的Stark誘導(dǎo)躍遷幾率隨著原子序數(shù)Z的增大單調(diào)減小.另外, 相對論效應(yīng)使得類氫離子的Stark誘導(dǎo)躍遷幾率減小, 甚至在Z = 92時會減小到非相對論近似的55%.

1 引 言

外電場會使原子能級發(fā)生分裂和位移, 這種效應(yīng)被稱為 Stark效應(yīng).同時, 由于外電場會破壞原子體系的空間對稱性, 進而導(dǎo)致具有不同宇稱的原子態(tài)發(fā)生混合, 從而可能打開新的躍遷通道, 導(dǎo)致原子能級尤其是亞穩(wěn)態(tài)能級的壽命顯著減小, 這種由外電場誘發(fā)的躍遷稱為Stark誘導(dǎo)躍遷(Starkinduced transition, SIT).

Stark誘導(dǎo)躍遷與其他躍遷通道之間產(chǎn)生的干涉效應(yīng)是探測微弱原子躍遷振幅的一種強有力的手段, 通常被用于觀測一些極其細微的原子物理過程.例如, Bucksbaum等[1]及Drell和Commins[2]通過Stark誘導(dǎo)躍遷和弱相互作用躍遷之間的干涉觀測了Tl原子62P1/2-72P1/2躍遷過程中的宇稱不守恒效應(yīng).Gilbert等[3]通過Stark誘導(dǎo)干涉法觀測了Cs原子6S-7S躍遷過程中的宇稱不守恒效應(yīng).Maul等[4]對重原子中的宇稱破壞效應(yīng)進行了觀測, 并得到了弱相互作用矩陣元.Hunter等[5]及Lellouch和Hunter[6]首次觀察到Sr原子和Ca原子中Stark誘導(dǎo)躍遷振幅和電……