Аннотация курса

Курс «Введение в теорию атомных столкновений» включает 16 аудиторных лекций по 2 академических часа, 13 часов для решения учебных задач по 1 академическому часу, 20 часов для подготовки обязательного самостоятельного проекта, который выполняется совместно 2-3 студентами и 3 часа для представления проектов студентами.

• Вводная часть: некоторые, необходимые для дальнейшего сведения из курса квантовой механики: атомная система единиц, размерные и простейшие модельные оценки, феноменология теории столкновений(амплитуда рассеяния, сечение рассеяния, константа скорости реакции. Особенности столкновений атомных частиц в диапазоне энергий 10^-3-10 кэВ.
• Квазимолекулярный анзац: электронная и ядерная подсистемы, приближение Борна-Оппенгеймера, система уравнений Борна-Фока, оператор неадиабатичности, радиальные и вращательные переходы, теория возмущений по скорости ядерного движения и адиабатическая теория возмущений, область неадиабатического перехода, параметр Месси. Классическое, полуклассическое, квазиклассическое и квантовое рассмотрение столкновений.
• Потенциальные поверхности: термы системы Z1eZ2 «два кулоновских центра-один электрон», построение поверхностей из первых принципов, модельные и псевдопотенциалы, включая потенциал Ферми, экспериментальное определение поверхностей. Типы связей по Гунду. Теорема Неймана-Вигнера для одномерных и многомерных поверхностей. Промотирование орбиталей, процессы в электронных оболочках атомов при делении ядер как пример
  полустолкновения.
• Столкновение в одном потенциале: особенности упругого рассеяния как пример катастрофы складки, глория, орбитирование, радужное рассеяние. Многомерная поверхность, сечение классического рассеяния, как проекция. Асимптотический метод вычисления кинетических коэффициентов. Модели двух взаимодействующих состояний: их принципиальное значение. Резонансная и нерезонансная перезарядка и управляемый термоядерный синтез. Модель Ландау-Зинера и ее использование в разных областях физики. Переход от амплитуды перехода к константе скорости.
• Ридберговские состояния квазимолекул и электронные состояния сплошного спектра. Метод квантового дефекта. Резонансы Фано и Фешбаха. Пеннинговская и ассоциативная ионизация, столкновительное разрушение отрицательных ионов. Электронная спектроскопия квазимолекул.
• Оптические переходы между дискретными квазимолекулярными состояниями в поглощении и излучении. Теория формирования крыльев спектральных линий. Крылья и сателлиты спектральных линий, формула Шуди-Бейлиса, равномерное приближение. Особенности контуров спектральных линий в квазимолекуле Z1eZ2. Взаимодействие квазимолекул с атто- и фемтосекундными импульсами.
• «Истинные» квазимолекулярные оптические переходы. Оптический распад метастабильных состояний при столкновениях атомов и молекул. Примеры распада метастабильных состояний атомов 2-ой группы и атомов инертных газов. Новые типы связей по Гунду. Квазимолекулярное излучение при перезарядке.
• Оптические переходы в электронные состояния сплошного спектра квазимолекул. Фотоотрыв в квазимолекулах на примере модельной задачи для молекулярного аниона водорода.
• Квазимолекулярная рекомбинация, как процесс, обратный фотоотрыву. Квазимолекулярная рекомбинация за счет разогрева свободных электронов. «Экзотические» квазимолекулы: антипротон-атом гелия, двухзарядные молекулярные катионы с «вулканической» формой основного состояния на примере Не₂²⁺, проблема существования Н₂^— .