Вычисление зеемановского и сверхтонкого расщепления при помощи конечного базисного набора из гауссиан
Министерство науки и высшего образования РФ , Программа фундаментальных научных исследований, FSER-2025-0012
фонд Базис, Грант "Junior Leader", 23-1-2-52-1
фонд Базис, Грант "PhD-Student", 25-1-5-126-1
Иванов В.К.1, Глазов Д.А.1,2, Волотка А.В.1
1Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
2НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, Гатчина, Россия

Email: vladislav.ivanov@metalab.ifmo.ru, dmitry.glazov@metalab.ifmo.ru, avolotka@gmail.com
Поступила в редакцию: 30 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 28 ноября 2025 г.
Принята к печати: 6 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 24 февраля 2026 г.
Рассмотрено применение конечного базисного набора из гауссиан для вычисления зеемановского и сверхтонкого расщепления в водородоподобных ионах. Проведено вычисление g-фактора и релятивистского фактора для сверхтонкого расщепления. Также вычисления проведены для эффектов второго порядка по магнитному взаимодействию, а именно рассмотрены квадратичный эффект Зеемана и ядерное магнитное экранирование. Полученные результаты сопоставлены с аналогичными вычислениями с помощью базиса из B-сплайнов в случае моделей ядра с конечным размером и с аналитическими формулами для точечной модели. Ключевые слова: зеемановское расщепление, сверхтонкое расщепление, конечный базисный набор, многозарядные ионы.
- J. Morgner, B. Tu, C.M. Konig, T. Sailer, F. Heibe, H. Bekker, B. Sikora, C. Lyu, V.A. Yerokhin, Z. Harman., J.R. Crespo Lopez-Urrutia, C.H. Keitel, S. Sturm, K. Blaum. Nature, 622, 53 (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06453-2
- J. Morgner, B. Tu, M. Moretti, C.M. Konig, F. Heibe, T. Sailer, V.A. Yerokhin, B. Sikora, N.S. Oreshkina, Z. Harman, C.H. Keitel, S. Sturm, K. Blaum. Phys. Rev. Lett., 134, 123201 (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.123201
- P. Micke, T. Leopold, S.A. King, E. Benkler, L. J. Spieb, L. Schmoger, M. Schwarz, J.R. Crespo Lopez-Urrutia, P.O. Schmidt. Nature, 578, 60 (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-1959-8
- P.J. Mohr, D.B. Newell, B.N. Taylor, E. Tiesinga. Rev. Mod. Phys., 97, 025002 (2025). DOI: 10.1103/RevModPhys.97.025002
- S. Sturm, F. Kohler, J. Zatorski, A. Wagner, Z. Harman, G. Werth, W. Quint, C. Keitel, K. Blaum. Nature, 506 (2014). DOI: 10.1038/nature13026
- D. von Lindenfels, M. Wiesel, D.A. Glazov, A.V. Volotka, M.M. Sokolov, V.M. Shabaev, G. Plunien, W. Quint, G. Birkl, A. Martin, M. Vogel. Phys. Rev. A, 87, 023412 (2013). DOI: 10.1103/PhysRevA.87.023412
- A. Varentsova, V. Agababaev, A. Volchkova, D. Glazov, A. Volotka, V. Shabaev, G. Plunien. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 408, 80 (2017). DOI: 10.1016/j.nimb.2017.05.040
- A. Volchkova, A. Varentsova, N. Zubova, V. Agababaev, D. Glazov, A. Volotka, V. Shabaev, G. Plunien. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 408, 89 (2017). DOI: 10.1016/j.nimb.2017.04.086
- D.L. Moskovkin, N.S. Oreshkina, V.M. Shabaev, T. Beier, G. Plunien, W. Quint, G. Soff. Phys. Rev. A, 70, 032105 (2004). DOI: 10.1103/PhysRevA.70.032105
- A.S. Varentsova, V.A. Agababaev, D.A. Glazov, A.M. Volchkova, A.V. Volotka, V.M. Shabaev, G. Plunien. Phys. Rev. A, 97, 043402 (2018). DOI: 10.1103/PhysRevA.97.043402
- D.A. Glazov, A.V. Volotka, V.M. Shabaev, I.I. Tupitsyn, G. Plunien. Phys. Rev. A, 81, 062112 (2010). DOI: 10.1103/PhysRevA.81.062112
- V.M. Shabaev, D.A. Glazov, G. Plunien, A.V. Volotka. J. Phys. Chem. Ref. Data, 44, 031205 (2015), ISSN 0047-2689, 1529-7845. DOI: 10.1063/1.4921299
- V.A. Yerokhin, K. Pachucki, M. Puchalski, C.H. Keitel, Z. Harman. Phys. Rev. A, 102, 022815 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevA.102.022815
- D.A. Glazov, D.V. Zinenko, V.A. Agababaev, A.D. Moshkin, E.V. Tryapitsyna, A.M. Volchkova, A.V. Volotka. Atoms, 11 (2023), ISSN 2218-2004. DOI: 10.3390/atoms11090119
- V.A. Agababaev, E.A. Prokhorchuk, D.A. Glazov, A.V. Malyshev, V.M. Shabaev, A.V. Volotka. Phys. Rev. A, 112, 032818 (2025). DOI: 10.1103/cpbv-l4z1
- V.A. Yerokhin, A.N. Artemyev, V.M. Shabaev, G. Plunien. Phys. Rev. A, 72, 052510 (2005). DOI: 10.1103/PhysRevA.72.052510
- V.A. Yerokhin, K. Pachucki, Z. Harman, C.H. Keitel. Phys. Rev. Lett., 107, 043004 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.043004
- V.A. Yerokhin, K. Pachucki, Z. Harman, C.H. Keitel. Phys. Rev. A, 85, 022512 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevA.85.022512
- W.R. Johnson, S.A. Blundell, J. Sapirstein. Phys. Rev. A, 37, 307 (1988). DOI: 10.1103/PhysRevA.37.307
- J. Sapirstein, W.R. Johnson. J. Phys. B, 29, 5213 (1996). DOI: 10.1088/0953-4075/29/22/005
- M. Salman, T. Saue. Phys. Rev. A, 108, 012808 (2023). DOI: 10.1103/PhysRevA.108.012808
- V.K. Ivanov, S.S. Baturin, D.A. Glazov, A.V. Volotka. Phys. Rev. A, 110, 032815 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevA.110.032815
- D. Ferenc, M. Salman, T. Saue. Phys. Rev. A, 111, L040802 (2025). DOI: 10.1103/PhysRevA.111.L040802
- H. Quiney, I. Grant, S. Wilson. Physica Scripta, 36, 460 (2006). DOI: 10.1088/0031-8949/36/3/013
- H.D. Nogueira, J.-P. Karr. Phys. Rev. A, 107, 042817 (2023). DOI: 10.1103/PhysRevA.107.042817
- V.M. Shabaev, I.I. Tupitsyn, V.A. Yerokhin, G. Plunien, G. Soff. Phys. Rev. Lett., 93, 130405 (2004). DOI: 10.1103/PhysRevLett.93.130405
- I. Grant. Relativistic Quantum Theory of Atoms and Molecules: Theory and Computation (Springer, New York, 2007)
- V.M. Shabaev. J. Phys. B, 27, 5825 (1994). DOI: 10.1088/0953-4075/27/24/006
- А.М. Волчкова, Д.А. Глазов, В.М. Шабаев. Опт. и спектр., 129, 1477 (2021). DOI: 10.21883/OS.2021.12.51733.2682-21