正電子與原子散射閾值效應分析

劉芳

[關鍵詞]正電子；原子散射閾值效應；關系

自從1948年，Wigner首次指出散射過程中閾值效應的存在，閾值效應一直是討論的焦點。在散射過程中，新的打開通道會對散射截面產生影響，這種的現象叫作閾值效應，在截面上表現為一個cusp結構，這種結構被稱為Wigner-cusp。在低能電子與鋰原子的散射實驗中，已經證實了Wigner-cusp的存在。

在目前的計算結果中，鋰原子的各激發態的閾值能量附近出現了一些Wigner-cusp，如圖1所示。其中，圖1 a） 給出了在鋰原子的第一激發閾值（2p）能量附近的J=0-2分波散射截面上的Wigner-cusp。從圖中可以看到，在鋰原子第一激發態的閾值位置，三個分波都有明顯的cusp結構。S波散射截面上的cusp結構后緊隨著一個顯著的共振結構；P波散射截面上則是一個尖銳的峰值cusp結構；D波散射截面上表現為一個能量寬度很大的cusp結構，該結構是由一個D波共振（1.877 eV）和第一激發閾值的Wigner-cusp相互疊加形成。圖1 b） 給出了鋰原子的3s激發態閾值附近的J=0-2分波散射截面。在鋰原子3s激發閾值附近，S波散射截面上出現一個尖銳的Wigner-cusp；P波散射截面上出現一個很小cusp結構；D波散射截面上沒有出現cusp。圖1 c） 給出了電子偶素n=2態形成閾值以及鋰原子3p、3d激發態閾值附近的J=0-2分波散射截面。

由圖1可以看出，S波的散射截面對閾值的能量感應非常敏感，很容易出現閾值效應，在目前的計算中發現了三個Wigner-cusp，分別在Li（2p），Li（3s）和Li（3d）激發態的閾值位置，另外在Ps（n=2）和Li（3p）激發態的閾值位置散射截面也有所變化，出現向下的凸峰值結構。在計算中，P波的散射截面上發現了Li（2p）和Li（3s）激發態的閾值位置的Wigner-cusp。而在D波散射截面上，只發現了一個Wigner-cusp在Li（3p）激發態的閾值位置。另外，D波散射截面上入射能量為1.90 eV的位置，出現一個寬度很大的駝峰狀峰值結構。該結構是Li（2p）閾值效應和一個D波共振的疊加效果。有意思的是，在電子與鋰原子散射的分波截面圖中，第一激發閾值的位置同樣出現了一個清晰的P波Wigner-cusp和一個很寬的D波駝峰狀的峰值結構。閾值效應是因為一個新的散射通道的打開對舊的散射通道產生了影響，這種影響反應在散射截面上就表現為cusp結構。

在此基礎上，進一步研究了第一激發態的閾值位置附近的微分散射截面，如圖2所示，給出了散射角度在10°-160°范圍內十二個角度的微分散射截面。圖2 中展示的是縮放后的結果，縮放倍數在圖中曲線上有所標示，沒有標示的曲線表示放大倍數為1，即“×1”。從微分散射截面的結果中，可以清晰地看到兩種類型的結構，一種呈尖銳的凸起狀，另一種呈平緩的階梯。這種共振情況在McAlinden等人的計算結果中也有出現。

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