五體過程的全微分動力學研究獲進展

近期，中國科學院近代物理研究所研究人員利用該所320kV高電荷離子綜合實驗平台開展的30 keV/uHe2+與Ar碰撞實驗研究的成果獲得發表。該實驗成功實現對炮彈俘獲一個靶電子同時導致兩個靶電子電離的反應過程的運動學完全測量，並首次獲得該五體（靶核、炮彈核及三個靶電子）過程的全微分反應截面（見圖）。

在該五體反應過程中，碰撞參數小，核-核作用強烈，因此橫向動量交換主要發生在炮彈與反衝離子之間，而電子攜帶的橫向動量很小：從直觀上理解，電子與橫向動量轉移之間不會存在強烈的關聯。但是實驗卻觀測到電子動量與橫向動量轉移之間存在著強烈的相關，而且隨著橫向動量轉移增加，這種相關會變得更加明顯。

在物理學界眾所周知的是，對於三個以上粒子相互作用的體系，薛定諤方程沒有解析解，理論只能依靠假設建立模型去處理，這些模型的有效性需要實驗數據檢驗。該研究測量的全微分截面將對相關理論模型進行最嚴格的檢驗，而且實驗觀測到的電子動量與橫向動量轉移之間的關聯現象，目前還沒有理論能夠給出合理的解釋，實驗數據對理論提出了新的挑戰。

此項研究獲得國家自然科學基金委、中科院百人計劃、中科院PIFI 計劃及美國科學基金支持，研究成果被Journal of Physics B期刊以 Letter 形式發表，並被 IOP 編委推薦為 IOPselect 文章。

圖：橫向動量轉移為5±1 a.u.時，發射進散射平面內能量為10±5 eV的兩電子散射角分布。箭頭標示動量轉移方向及其反方向。

來源：中國科學院近代物理研究所

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