Вышедшие номера
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.
  1. C. Froese Fischer, T. Brage. Computational Atomic Structure. An MCHF Approach (CRC Press, New York, 1997). DOI: 10.1201/9781315139999
  2. I.P. Grant. Adv. Phys., 19 (82), 747 (1970). DOI: 10.1080/00018737000101191
  3. 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
  4. J.C. Slater. Quantum Theory of Atomic Structure (McGraw-Hill, New York, 1960)
  5. T. Koopmans. Physica, 1 (1), 104 (1934). DOI: 10.1016/S0031-8914(34)90011-2
  6. I. Lindgren, A. Rosen. Case Stud. At. Phys., 4 (3), 93 (1974)
  7. D.F. Mayers. Journal de Physique, 31 (C4), 221 (1970). DOI: 10.1051/jphyscol:1970435
  8. 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
  9. F.P. Larkins. J. Phys. B: Atom. Mol. Phys., 9 (1), 37 (1976). DOI: 10.1088/0022-3700/9/1/005
  10. 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
  11. K.G. Dyall. J. Phys. B: Atom. Mol. Phys., 18 (7), L175 (1985). DOI: 10.1088/0022-3700/18/7/001
  12. J.P. Desclaux. Atom. Data Nucl. Data Tables, 12 (4), 311 (1973). DOI: 10.1016/0092-640X(73)90020-X
  13. M.H. Chen, B. Crasemann, N. Martensson, B. Johansson. Phys. Rev. A, 31 (2), 556 (1985). DOI: 10.1103/PhysRevA.31.556
  14. 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
  15. A. de Shalit, I. Talmi. Nuclear Shell Theory (Academic Press, New York and London, 1963)
  16. Д.А. Варшалович, А.Н. Москалев, В.К. Херсонский. Квантовая теория углового момента (Наука, Ленинград, 1975)
  17. 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)]
  18. F.A. Parpia, A.K. Mohanty. Phys. Rev. A, 46 (7), 3735 (1992). DOI: 10.1103/PhysRevA.46.3735
  19. I. Angeli, K.P. Marinova. Atom. Data Nucl. Data Tables, 99 (1), 69 (2013). DOI: 10.1016/j.adt.2011.12.006