Асимптотическое поведение ридберговских состояний молекулярного водорода в пределе объединенного атома

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

В рамках одноканальной теории квантового дефекта и аналитической модели остовно-поляризационного потенциала исследовано асимптотическое поведение борн-оппенгеймеровских (БО) потенциальных кривых возбужденных электронных состояний молекулярного водорода на малых и средних межъядерных расстояниях R. Показано, что электронные состояния молекулы H2, обладающие gerade и ungerade симметрией, гладко сходятся в пределе объединенного атома к синглетным и триплетным состояниям гипотетического атома гелия 2He I(1,3L), находящегося в S, D, G,… и P, F, H,… состояниях, соответственно. Проведено однозначное отнесение рассматриваемых молекулярных состояний по главному квантовому числу n и угловому моменту ридберговского электрона l, как на диссоциационном пределе H(1s) +H(nl), так при R->0. Из анализа формы построенных функций квантового дефекта μlΛ(R) и степени гладкости их первой производной по R удалось установить места некорректного отнесения БО-энергий, полученных в рамках прецизионных ab initio расчетов для состояний с высоким значением l.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. С. Лихарев

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Author for correspondence.
Email: a_lixarev@mail.ru

Химический факультет

Russian Federation, Москва

Е. А. Пазюк

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: a_lixarev@mail.ru

Химический факультет

Russian Federation, Москва

А. В. Столяров

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: a_lixarev@mail.ru

Химический факультет

Russian Federation, Москва

References

  1. Столяров А.В. // Вклад академической науки в развитие космической отрасли. М.: РАН, 2022. С. 369.
  2. Вибе Д.З., Столяров А.В. // Земля и Вселенная. 2021. Т. 2. С. 19.
  3. Мурга М.С., Вибе Д.З., Васюнин А.И. и др. // Успехи химии. 2020. Т. 89. № 4. С. 430.
  4. Meshkov V.V., Stolyarov A.V., Ivanchik A.V., Varshalovich D.A. // JETP Letters. 2006. V. 83(8) P. 303.
  5. Sharp T.E. // Atomic Data. 1971. V. 2. P. 119.
  6. Seaton M.J. // Rep. Prog. Phys. 1983. V. 46, № 2. P. 167–257.
  7. Greene C.H., Jungen Ch. // Adv. At. Mol. Phys. 1985. V. 21. P. 51.
  8. Lefebvre-Brion H., Field R.W.. The Spectra and Dynamics of Diatomic Molecules: Revised and Enlarged Edition // Academic Press, 2004.
  9. Bunker P.R. // J. Mol. Spectroscopy. 1972. V. 5. P. 478–494.
  10. Kolos W., Wolniewicz L. // Rev. Mod. Phys. 1963. V. 35. № 3. P. 473.
  11. Arcuni P.W., Hessels E.A., Lundeen S.R // Phys. Rev. A. 1990. V. 41. № 7. P. 3648.
  12. Пазюк Е.А., Пупышев В.И., Зайцевский А.В., Столяров А.В. //Журн. физ. химии. 2019. T. 93. C. 1461.
  13. Зар Р. Теория углового момента М.: МИР, 1993. 351 с.
  14. Jensen P. Bunker P.R. Computational Molecular Spectroscopy. N.Y.: 2000. 370 p.
  15. Jungen Ch. Molecular Applications of Quantum Defect Theory.U.S.: Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 1996. 654 p.
  16. Child M.S. Theory of Molecular Rydberg States. Cambridge University Press, 2011.
  17. Stolyarov A.V., Pupyshev V.I., Child M.S. // J. Phys. B. 1997. V. 30(14). P. 3077.
  18. Stolyarov A.V., Child M.S. // J. Phys. B. 1999. V. 32(2) P. 527.
  19. Stolyarov A.V., Child M.S. // Phys. Rev. A. 2001. V. 63(5). P. 052510.
  20. Kiyoshima T., Sato S., Pazyuk E.A. et al. // J. Chem. Phys. 2003. V. 118(1). P. 121.
  21. Pachucki K. // Phys. Rev. A. 2010. V. 82. P. 032509.
  22. Pachucki K., Komasa J. // Ibid. 2011. V. 83. P. 042510.
  23. Silkowski M., Zientkiewicz M., Pachucki K. // Adv. Quant. Chem. 2021. V. 83.
  24. Silkowski M., Pachucki K. // Mol. Phys. 2022. V. 120(19–20). P. e2062471.
  25. Mulliken R.S. // J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 86(16). P. 3183.
  26. Dabrowski I., Tokaryk D.W., Lipson R.H., Watson J.K.G. // J. Mol. Spectrosc. 1998. V. 189(1) P. 110.
  27. Bishop D.M., Wetmore R.W. // Mol. Phys. 1973. V. 26(1). P. 145.
  28. Zon B.A. // Sov. Phys. JETP. 1992. V. 75. P. 19.
  29. Watson J.K.G. // Mol. Phys. 1994. V. 81(2). P. 277.
  30. Bishop D.M., Cheung L.M. // J. Phys. B. 1978. V. 11. P. 3133.
  31. Bishop D.M., Lam B. // Mol. Phys. 1988. V. 65(3). P. 679
  32. NIST atomic data; https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database.
  33. Muhyedeen B.R. J. // Euro. J. Sci. Res. 2017. P. 357.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Quantum defect functions of the (1–4)1Пu states of the H2 molecule, converging to the quantum defects of the hypothetical 2He I atom at R→0. Solid lines show the functions obtained using the Millikan equation (1); dotted lines are alternative dependences µlΛ(R), calculated from the polarization model (4); in the inset, the dashed-dotted line is a visual extrapolation of the ab initio curves to R = 0.

Download (134KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Quantum defect functions of the (1–4)1,3Пg states of the H2 molecule, converging to the quantum defects of the OA 2He I at R→0. Solid lines show the functions obtained using the Millikan equation; dotted lines are the µlΛ(R) dependences calculated from the polarization model; dashed lines are extrapolation to R = 0.

Download (159KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Quantum defect functions of the (1–4)3Пu states of the H2 molecule, converging to the quantum defects of OА2 He I at R→0. Solid lines show the functions obtained using the Millikan equation; dotted lines are the µlΛ(R) dependences calculated from the polarization model; dashed lines are the extrapolation to R = 0.

Download (140KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Quantum defect functions of the (1–3)1,3∆g-states of the H2 dimer, converging to the quantum defects of OA2 He I at R→0. Solid lines show the functions obtained using the Millikan equation; dotted lines are the µlΛ(R) dependences calculated from the polarization model; dashed lines are extrapolation to R = 0.

Download (139KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Quantum defect functions of the (1–4)3Пu states of H2 at small and medium internuclear distances. Solid lines show the functions obtained using the Millikan equation; dashed lines show the µlΛ(R) dependences calculated within the polarization model.

Download (110KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences