[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]