正电子与原子散射阈值效应分析

刘芳

[关键词]正电子；原子散射阈值效应；关系

自从1948年，Wigner首次指出散射过程中阈值效应的存在，阈值效应一直是讨论的焦点。在散射过程中，新的打开通道会对散射截面产生影响，这种的现象叫作阈值效应，在截面上表现为一个cusp结构，这种结构被称为Wigner-cusp。在低能电子与锂原子的散射实验中，已经证实了Wigner-cusp的存在。

在目前的計算结果中，锂原子的各激发态的阈值能量附近出现了一些Wigner-cusp，如图1所示。其中，图1 a） 给出了在锂原子的第一激发阈值（2p）能量附近的J=0-2分波散射截面上的Wigner-cusp。从图中可以看到，在锂原子第一激发态的阈值位置，三个分波都有明显的cusp结构。S波散射截面上的cusp结构后紧随着一个显著的共振结构；P波散射截面上则是一个尖锐的峰值cusp结构；D波散射截面上表现为一个能量宽度很大的cusp结构，该结构是由一个D波共振（1.877 eV）和第一激发阈值的Wigner-cusp相互叠加形成。图1 b） 给出了锂原子的3s激发态阈值附近的J=0-2分波散射截面。在锂原子3s激发阈值附近，S波散射截面上出现一个尖锐的Wigner-cusp；P波散射截面上出现一个很小cusp结构；D波散射截面上没有出现cusp。图1 c） 给出了电子偶素n=2态形成阈值以及锂原子3p、3d激发态阈值附近的J=0-2分波散射截面。

由图1可以看出，S波的散射截面对阈值的能量感应非常敏感，很容易出现阈值效应，在目前的计算中发现了三个Wigner-cusp，分别在Li（2p），Li（3s）和Li（3d）激发态的阈值位置，另外在Ps（n=2）和Li（3p）激发态的阈值位置散射截面也有所变化，出现向下的凸峰值结构。在计算中，P波的散射截面上发现了Li（2p）和Li（3s）激发态的阈值位置的Wigner-cusp。而在D波散射截面上，只发现了一个Wigner-cusp在Li（3p）激发态的阈值位置。另外，D波散射截面上入射能量为1.90 eV的位置，出现一个宽度很大的驼峰状峰值结构。该结构是Li（2p）阈值效应和一个D波共振的叠加效果。有意思的是，在电子与锂原子散射的分波截面图中，第一激发阈值的位置同样出现了一个清晰的P波Wigner-cusp和一个很宽的D波驼峰状的峰值结构。阈值效应是因为一个新的散射通道的打开对旧的散射通道产生了影响，这种影响反应在散射截面上就表现为cusp结构。

在此基础上，进一步研究了第一激发态的阈值位置附近的微分散射截面，如图2所示，给出了散射角度在10°-160°范围内十二个角度的微分散射截面。图2 中展示的是缩放后的结果，缩放倍数在图中曲线上有所标示，没有标示的曲线表示放大倍数为1，即“×1”。从微分散射截面的结果中，可以清晰地看到两种类型的结构，一种呈尖锐的凸起状，另一种呈平缓的阶梯。这种共振情况在McAlinden等人的计算结果中也有出现。

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