Single Electron Capture in Collisions of Fast Ions with Molecular Hydrogen in the Impact Parameter Representation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A theoretical method for evaluating the single-electron capture (SEC) cross sections in collisions of fast ions with a ground-state H2 molecule is presented. The scattering problem for ion-molecule collisions is formulated in the impact parameter representation using the relation between the quantum-mechanical amplitude and quasi-classical impact parameter one. The capture amplitudes and corresponding probabilities of capture to (nlm) states of an incident ion are derived within the framework of the Brinkman–Kramers approximation. The general expressions for the SEC probability amplitudes to n-states, summed over l and m quantum numbers, are deduced, from which the corresponding SEC probabilities can be then calculated using a procedure of multichannel normalization. The dependence of the differential cross sections, integrated over projectile impact parameters, on the molecular orientation for charge exchange in H+ + H2 collisions is considered and compared with measurements and other calculations. Total SEC cross sections, integrated over the molecular orientations and summed over n-states for several bare and dressed ions, are calculated and compared with available experimental data and results of calculations by means of other theoretical methods.

About the authors

F. F. Goryaev

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: goryaev_farid@mail.ru
Moscow, 119991 Russia

References

  1. H. Knudsen, H. K. Haugen, and P. Hvelplund, Phys. Rev. A 24, 2287 (1981).
  2. I. Tolstikhina, M. Imai, N. Winckler, and V. Shevelko, Basic Atomic Interactions of Accelerated Heavy Ions in Matter, Springer Series on Atomic, Optical, and Plasma Physics, Vol. 98, Springer-Verlag GmbH (2018).
  3. V. P. Shevelko, P. Scharrer, C. E. Du¨llmann et al., NIMB 428, 56 (2018).
  4. P. Scharrer, C. E. Du¨llmann, W. Barth et al., Phys. Rev. Acceler. Beams 20, 043503 (2017).
  5. Y. T. Oganessian, V. K. Utyonkov, Y. V. Lobanov, et al., Phys. Rev. C 64, 064309 (2001).
  6. Y. T. Oganessian and V. K. Utyonkov, Rep. Progr. Phys. 78, 036301 (2015).
  7. J. Khuyagbaatar, V. P. Shevelko, A. Borschevsky, et al., Phys. Rev. A 88, 042703 (2013).
  8. T. F. Tuan and E. Gerjuoy, Phys. Rev. 117, 756 (1960).
  9. P. P. Ray and B. C. Saha, Phys. Lett. A 71, 415 (1979).
  10. P. P. Ray and B. C. Saha, Phys. Rev. A 23, 1807 (1981).
  11. N. C. Deb, A. Jain, J. H. McGuire, Phys. Rev. A 38, 3769 (1988).
  12. E. G. Adivi, J. Phys. B 42, 095207 (2009).
  13. R. Shingal, C. D. Lin, Phys. Rev. A 40, 1302 (1989).
  14. Y. D. Wang, J. H. McGuire, R. D. Rivarola, Phys. Rev. A 40, 3673 (1989).
  15. Y. D. Wang and J. H. McGuire, Phys. Rev. A 44, 367 (1991).
  16. L. Meng, C. O. Reinhold, R. E. Olson, Phys. Rev. A 40, 3637 (1989).
  17. L. Meng, C. O. Reinhold, R. E. Olson, Phys. Rev. A 42, 5286 (1990).
  18. C. Illescas and A. Riera, Phys. Rev. A 60, 4546 (1999).
  19. H.F. Busnengo, S.E. Corchs, R.D. Rivarola, Phys. Rev. A 57, 2701 (1998).
  20. S. Halder, S. Samaddar, K. Purkait, et al., Indian J. Phys. 94, 151 (2020).
  21. V. P. Shevelko, J. Phys. B 13, L319 (1980).
  22. V. P. Shevel'ko, J. Tech. Phys. 46, 1225 (2001).
  23. http://cdfe.sinp.msu.ru/services/cccs/HTM/main.htm.
  24. D. R. Bates and R. McCarroll, Proc. Royal Soc. London A 245, 175 (1958).
  25. D. R. Bates, Proc. Royal Soc. London A 247, 294 (1958).
  26. R.M. May, Phys. Rev. 136, 669 (1964).
  27. R. M. Drisko, Ph.D. thesis, Carnegie-Mellon University (1955).
  28. A. M. Brodskiˇi, V. S. Potapov, V. V. Tolmachev, Soviet JETP 31, 144 (1970).
  29. V. S. Potapov, Soviet JETP 36, 228 (1973).
  30. S. C. Wang, Phys. Rev. 31, 579 (1928).
  31. S. Weinbaum, J. Chem. Phys. 1, 593 (1933).
  32. K. Støchkel, O. Eidem, H. Cederquist, et al., Phys. Rev. A 72, 050703 (2005).
  33. D. Fischer, M. Gudmundsson, K. Støchkel, et al., J. Phys. Conf. Series, Vol. 88, 012021 (2007).
  34. M. B. Shah, P. McCallion, H. B. Gilbody, J. Phys. B 22, 3983 (1989).
  35. S.E. Corchs, R.D. Rivarola, J.H. McGuire, et al., Phys. Rev. A 47, 201 (1993).
  36. H. Tawara, T. Kato, and Y. Nakai, At. Data Nucl. Data Tables 32, 235 (1985).
  37. W. Schwab, G. B. Baptista, E. Justiniano, et al., J. Phys. B 20, 2825 (1987).
  38. C. F. Barnett, H. T. Hunter, M. I. Fitzpatrick, et al., Atomic data for fusion, Vol. 1 (1990).
  39. W. Fritsch, Phys. Rev. A 46, 3910 (1992).
  40. S. E. Corchs, R. D. Rivarola, J. H. McGuire, et al., Physica Scripta 50, 469 (1994).
  41. M. E.Rudd, T. V. Go e, A. Itoh, Phys. Rev. A 32, 2128 (1985).
  42. M. M. Sant'anna, W. S. Melo, A. C. Santos, et al., Phys. Rev. A 61, 052717 (2000).
  43. I. S. Dmitriev, Y. A. Teplova, Y. A. Belkova, et al., Soviet JETP 98, 918 (2004).
  44. R. Phaneuf, R. Janev, and M. Pindzola, Atomic data for fusion, Vol. 5 (1987).
  45. W. G. Graham, K. H. Berkner, R. V. Pyle, et al., Phys. Rev. A 30, 722 (1984).
  46. R. Anholt, X. Y. Xu, C. Stoller, et al., Phys. Rev. A 37, 1105 (1988).
  47. J. Eichler and F.T. Chan, Phys. Rev. A 20, 104 (1979).
  48. L. F. Errea, L. Fern'andez, A. Mac'ıas, et al., Phys. Rev. A 69, 012705 (2004).
  49. E. C. Montenegro, G. M. Sigaud, and W. E. Meyerhof, Phys. Rev. A 45, 1575 (1992).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».