Промежуточная связь в релятивистских расчетах атомов: Центр тяжести конфигурации и нерелятивистский предел
Российский научный фонд, Релятивистские эффекты в атомно-молекулярных системах: от фундаментальной физики до астрохимических приложений, 22-62-00004
Тупицын И.И.1, Саетгараев А.Р.1, Усов Д.П.1, Савельев И.М.1, Малышев A.В.1,2, Шабаев В.М.1,2
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2Национальный исследовательский центр "Курчатовский Институт" Петербургский институт ядерной физики, Гатчина, Ленинградская область, Россия

Поступила в редакцию: 4 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 4 декабря 2025 г.
Принята к печати: 9 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 24 февраля 2026 г.
Представлены результаты релятивистских расчетов атомов методом Дирака-Фока в различных типах связи. Приведены замкнутые выражения для энергий атома в приближении центров тяжести конфигурации в jj- и LS-связях. На примере элементов 13-й и 14-й групп таблицы Менделеева (групп бора и углерода соответственно) показано путем сравнения с результатами расчетов в промежуточном типе связи, что структура термов этих атомов 14-й группы неправильно передается в jj-связи вплоть до Sn (Z=50) и с хорошей степенью точности воспроизводится в сверхтяжелом элементе Fl (Z=114). Продемонстрировано, что центр тяжести конфигурации в LS-связи в отличие от jj-связи имеет правильный нерелятивистский предел. Кроме того, показано, что для атомов с незамкнутыми оболочками энергии LS-термов, полученные методом Дирака-Фока в промежуточном типе связи в нерелятивистском пределе, могут незначительно отличаться от энергии этих термов, рассчитанных нерелятивистским методом Хартри-Фока. Этот эффект сопровождается понижением симметрии одноэлектронных волновых функций центрального поля. Ключевые слова: методы Хартри-Фока и Дирака-Фока, центр тяжести конфигурации, jj-связь, LS-связь.
- C. Froese Fischer, T. Brage. Computational Atomic Structure. An MCHF Approach (CRC Press, New York, 1997). DOI: 10.1201/9781315139999
- I.P. Grant. Adv. Phys., 19 (82), 747 (1970). DOI: 10.1080/00018737000101191
- C. Froese Fischer, M. Godefroid, T. Brage, P. Jonsson, G. Gaigalas. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 49 (18), 182004 (2016). DOI: 10.1088/0953-4075/49/18/182004
- J.C. Slater. Quantum Theory of Atomic Structure (McGraw-Hill, New York, 1960)
- T. Koopmans. Physica, 1 (1), 104 (1934). DOI: 10.1016/S0031-8914(34)90011-2
- I. Lindgren, A. Rosen. Case Stud. At. Phys., 4 (3), 93 (1974)
- D.F. Mayers. Journal de Physique, 31 (C4), 221 (1970). DOI: 10.1051/jphyscol:1970435
- J.P. Desclaux, C.M. Moser, G. Verhaegen. J. Phys. B: Atom. Mol. Phys., 4 (3), 296 (1971). DOI: 10.1088/0022-3700/4/3/003
- F.P. Larkins. J. Phys. B: Atom. Mol. Phys., 9 (1), 37 (1976). DOI: 10.1088/0022-3700/9/1/005
- J. Bauchet, C. Bauche-Arnoult, E. Luc-Koenig, M. Klapisch. J. Phys. B: Atom. Mol. Phys., 15 (15), 2325 (1982). DOI: 10.1088/0022-3700/15/15/009
- K.G. Dyall. J. Phys. B: Atom. Mol. Phys., 18 (7), L175 (1985). DOI: 10.1088/0022-3700/18/7/001
- J.P. Desclaux. Atom. Data Nucl. Data Tables, 12 (4), 311 (1973). DOI: 10.1016/0092-640X(73)90020-X
- M.H. Chen, B. Crasemann, N. Martensson, B. Johansson. Phys. Rev. A, 31 (2), 556 (1985). DOI: 10.1103/PhysRevA.31.556
- I.I. Tupitsyn, N.A. Zubova, V.M. Shabaev, G. Plunien, Th. Stohlker. Phys. Rev. A, 98 (2), 022517 (2018). DOI: 10.1103/PhysRevA.98.022517
- A. de Shalit, I. Talmi. Nuclear Shell Theory (Academic Press, New York and London, 1963)
- Д.А. Варшалович, А.Н. Москалев, В.К. Херсонский. Квантовая теория углового момента (Наука, Ленинград, 1975)
- В.Ф. Братцев, Г.Б. Дейнека, И.И. Тупицын. Изв. АН СССР: сер. Физ., 41, 2655 (1977) [V.F. Bratsev, G.B. Deyneka, I.I. Tupitsyn. Bull. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser. 41, 173 (1977)]
- F.A. Parpia, A.K. Mohanty. Phys. Rev. A, 46 (7), 3735 (1992). DOI: 10.1103/PhysRevA.46.3735
- I. Angeli, K.P. Marinova. Atom. Data Nucl. Data Tables, 99 (1), 69 (2013). DOI: 10.1016/j.adt.2011.12.006