[PDF]
http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.48104
Open access article / Atviros prieigos straipsnis
Lith. J. Phys. 48, 25–33 (2008)
FLUORESCENCE OF POLARIZED ATOMS
IONIZED BY POLARIZED ELECTRONS
A. Kupliauskienėa, K. Glemžab, and K.-N.
Huangc
aInstitute of Theoretical Physics and Astronomy of
Vilnius University, A. Goštauto 12, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: akupl@itpa.lt
bFaculty of Physics, Vilnius University, Saulėtekio
9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
E-mail: kazimieras.glemza@ff.vu.lt
cInstitute of Atomic and Molecular Sciences,
Academia Sinica, P.O. Box 23-166, Taipei, Taiwan 106, Republic
of China
E-mail: knhuang@sinica.edu.tw
Received 19 November 2007; accepted
22 February 2008
A general expression for the
differential cross-section describing the properties of radiation
following the ionization of polarized atoms by polarized electrons
is obtained in two-step approximation by using the methods of
atomic theory. The special cases of the general expression
suitable for the specific experiments are derived. In the case of
the ionization of nonpolarized atoms by non-polarized electrons,
the expressions for the parameters of the asymmetry in the angular
distribution of fluorescence as well as angular correlations
between fluorescence photon and one of emitted electrons are
presented. The magnetic dichroism in the angular distribution of
fluorescence radiation is studied.
Keywords: ionization of atoms by
electron impact, polarization, angular distribution, fluorescence
PACS: 31.10.+z, 34.80.Dp, 34.80.Nz, 32.50.+d
POLIARIZUOTAIS ELEKTRONAIS
JONIZUOTŲ POLIARIZUOTŲ ATOMŲ FLUORESCENCIJA
A. Kupliauskienėa, K. Glemžab, K.-N.
Huangc
aVU Teorinės fizikos ir astronomijos institutas,
Vilnius, Lietuva
bVilniaus universitetas, Vilnius, Lietuva
cKinijos akademijos Atomų ir molekulių mokslų
institutas, Taipėjus, Taivanis
Atomų ir jonų jonizacija elektronais – vienas
svarbiausių vyksmų laboratorinėje ir astrofizikinėje plazmoje.
Tiriant tokių vyksmų metu atsiradusių jonų būsenų suirimo
produktus, galima gauti daug naudingos informacijos ne tik apie
atomo sandarą, bet ir apie atomo ar jono sužadintas būsenas
sukūrusius procesus ir daugiadaleles sąveikas. Sužadinta būsena po
vidinio sluoksnio jonizacijos suyra, atomui išspinduliuojant
fotoną (fluorescencijos vyksmas). Elektronais jonizuotų atomų
fluorescencija nagrinėjama kaip sudėtingas procesas dviejų stadijų
(etapų) artinyje. Naudojant atomo teorijos metodus ir judėjimo
kiekio momento grafinius metodus sutrikdytųjų bangų artinyje,
surasta diferencialinio skerspjūvio (tikimybės) bendroji išraiška,
aprašanti visų procese dalyvaujančių dalelių poliarizaciją
pradinėje ir galinėje būsenose, atplėštų elektronų ir
fluorescencijos kampinius pasiskirstymus bei jų tarpusavio
kampines koreliacijas. Ji panaudota surasti paprastesnėms
diferencialinio skerspjūvio išraiškoms, kurios reikalingos
įvairiems eksperimente matuojamiems dydžiams apskaičiuoti.
Pateiktos elektromagnetinės spinduliuotės kampinį pasiskirstymą,
kampines koreliacijas tarp fluorescencijos spinduliuotės ir
atplėštojo elektrono, fluorescencijos magnetinį dichroizmą,
jonizuojant nepoliarizuotus ir poliarizuotus atomus
nepoliarizuotais elektronais, nusakančios formulės.
References / Nuorodos
[1] S.C. McFarlane, The polarization of characteristic x radiation
excited by electron impact, J. Phys. B 5, 1908–1915 (1972),
http://dx.doi.org/10.1088/0022-3700/5/10/020
[2] A. Boileau, M. von Hellermann, W. Mandl, H.P. Summers, H.
Weisen, and A. Zinoviev, Observation of motional Stark features in
the Balmer spectrum of deuterium in the JET plasma, J. Phys. B 22,
L145–L152 (1989),
http://dx.doi.org/10.1088/0953-4075/22/7/002
[3] W. Mandl, R.C. Wolf, M. von Hellermann, and H.P. Summers, Beam
emission spectroscopy as a comprehensive plasma diagnostic tool,
Plasma Phys. Controlled Fusion 35, 1373–1394 (1993),
http://dx.doi.org/10.1088/0741-3335/35/10/003
[4] V.V. Balashov, A.N. Grum-Grzhimailo, and N.M. Kabachnik, Polarization
and Correlation Phenomena in Atomic Collisions. A Practical Theory
Course (Kluwer, New York, 2000),
http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4757-3228-3
[5] K.-N. Huang, Symmetries and polarization correlations in
collision process, J. Phys. Conf. Ser. 80, 012007(29)
(2007),
http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/80/1/012007
[6] F. Da Pieve, S. Di Matteo, D. Sébilleau, R. Gunnella, G.
Stefani, and C.R. Natoli, Angular correlation between photoelectrons
and Auger electrons within scattering theory, Phys. Rev. A 75,
052704 (2007),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevA.75.052704
[7] A. Kupliauskienė, N. Rakštikas, and V. Tutlys, General
expression of the photoionization cross section of an atom in
polarized LS state, Lithuanian J. Phys. 40, 311–320
(2000)
[8] A. Kupliauskienė, N. Rakštikas, and V. Tutlys, Polarization
studies in the photoionization of atoms using a graphical technique,
J. Phys. B 34, 1783–1803 (2001),
http://dx.doi.org/10.1088/0953-4075/34/9/314
[9] A. Kupliauskienė and K. Glemža, General expression for
ionization cross-section of polarized atoms by polarized electrons,
Lithuanian J. Phys. 43, 89–97 (2003)
[10] A. Kupliauskienė, Atomic theory methods for the polarization of
photon and electron interactions with atoms, Lithuanian J. Phys., 44,
199–218 (2004),
http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.44303
[11] A. Kupliauskienė, Photoexcitation of polarized atoms by
polarized radiation, Lithuanian J. Phys. 44, 17–26 (2004),
http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.44102
[12] E.G. Berezhko, N.M. Kabachnik, and V.V. Sizov, The theory of
coincidence experiments on electron impact ionization of inner
atomic shells, J. Phys. B 11, 1819–1832 (1978),
http://dx.doi.org/10.1088/0022-3700/11/10/017
[13] R.K. Singh and R. Shanker, Polarization of argon K x
radiation following electron-impact ionization, Phys. Rev. A 67,
012708 (2003),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevA.67.012708
[14] A. Kupliauskienė, Investigation of fluorescence radiation
following radiative recombination of ions and electrons, Nucl.
Instrum. Methods B 235, 252–256 (2005),
http://dx.doi.org/10.1016/j.nimb.2005.03.184
[15] Z. Rudzikas, Theoretical Atomic Spectroscopy (Cambridge
University Press, Cambridge, 2007),
http://www.cambridge.org/catalogue/catalogue.asp?isbn=0521026229
[16] A.P. Jucys and A.A. Bandzaitis, Theory of Angular Momentum
in Quantum Mechanics (Mintis, Vilnius, 1965) [in Russian]