Метод численного решения уравнений квантовой теории рассеяния для системы нескольких частиц

Автор: Позднеев Сергей Алексеевич

Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu

Рубрика: Физика и астрономия

Статья в выпуске: 3 т.25, 2022 года.

Бесплатный доступ

Представлены методы численного решения квантовой проблемы нескольких частиц, основанные на уравнениях Фаддеева. Данные методы применены для расчетов необычных связанных состояний и состояний рассеяния.

Математическое моделирование, квантовая теория рассеяния, уравнения фаддеева, состояния ефимова

Короткий адрес: https://sciup.org/149141699

IDR: 149141699   |   УДК: 533.95:539.17   |   DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2022.3.4

Method of numerical solution quantum few-body scattering problem

A methods of numerical solution of the Faddeev equations for the bound and scattering state problems are presented. To solve the Faddeev’s equations with corresponding boudary conditions the method is used wich is a generalization of the colon scheme of solution of Schrodinger equations. In this method a finit-difference approximation of equations in polar coordinates is used. By means of the net with knots on the arc and knots on the beam the finit-difference approximation of Faddeev’s equations is performed. The increase the calculation accurace and to provide an effetive operation of the corresponding software support the net knots must be located nonuiformly are disscased.The net must be dens in the regions adjacent to an axes = 0, while at→ ∞→ ∞becomes less dense. Such an arrangment of the net rnots is necessary for sufficienty accurate description of the complex behaviour of wave function≪ → ∞≪ → ∞in the region, where 𝑦. In the region the wave function takesasymptotical depends smoothly on angular variable, hence in this region the net must be chosen to be less dense. At calculations on the inhomogeneous net, in very important to comply with the condition of self-consistence, which implies that the error due to introducing the cut off radius must be far less than the quantizing error in the vicinty of boundary. The stability and self-consistence of the calculations may be check by various methods determinations of the net, the cut off radius and the scattering amplitude. This approach to the numerical solution of the Faddeev’ equations combines the advantages of integral equations (the solution existens and uniqieness) with the computational scheme simplicity. Also it has the advantage that unknow two-particle quantities are specified not T-matrices but potentials and eigenfunctions corresponding to the bound states. The simplicity of the computational algorithm allows to consider few-body problems in real systems. The results of calculations binding energies and scattering state of are presented.

Список литературы Метод численного решения уравнений квантовой теории рассеяния для системы нескольких частиц

  • Демков, Ю. Н. Метод потенциалов нулевого радиуса в атомной физике / Ю. Н. Демков, В. Н. Островский. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1975. - 240 с.
  • Ефимов, В. Н. Низоэнергетические свойства трех резонансно взаимодействующих частиц / В. Н. Ефимов // Препринты ЛИЯФ. - 1978. - Article ID: 436.
  • Ефимов, В. Н. Слабосвязанные состояния трех резонансно взаимодействующих частиц / В. Н. Ефимов // ЯФ. - 1970. - Т. 12. - C. 1080-1090.
  • Колганова, Е. А. Трехатомные системы при ультранизких энергиях в Фаддеевском подходе: дис. ... д-ра физ.-мат. наук / Колганова Елена Александровна. - Дубна, 2021. -153 с.
  • Куперин, Ю. А. Квантовая задача нескольких частиц с внутренней структурой / Ю. А. Куперин, К. А. Макаров, С. П. Меркурьев // ТМФ. - 1988. - Т. 2, № 2. -C. 242-260.
  • Куперин, Ю. А. Модель резонансного рассеяния составных частиц / Ю. А. Куперин, К. А. Макаров, Б. С. Павлов // ТМФ. - 1985. - Т. 63, № 1. - C. 78-87.
  • Меркурьев, С. П. Квантовая теория рассеяния для систем нескольких частиц / С. П. Меркурьев, Л. Д. Фаддеев. - М.: Наука, 1985. - 398 с.
  • Меркурьев, С. П. Применение модели граничных условий для расчетов связанных состояний и состояний рассеяния в системе нейтрон - дейтон / С. П. Меркурьев, С. А. Позднеев // Вестник ЛГУ. - 1978. - Т. 16. - C. 136-138.
  • Меркурьев, С. П. Расчеты связанных состояний и состояний рассеяния в системе трех частиц в модели граничных условий / С. П. Меркурьев, С. А. Позднеев // ЯФ. -1979. - Т. 29. - C. 620-624.
  • Мотовилов, А. К. Квантовая задача трех тел в модели граничных условий: дис. ... канд. физ.-мат. наук / Мотовилов Александр Константинович. - Л., 1984. - 100 с.
  • Мотовилов, А. К. Теория резонансов в многоканальных системах: дис. ... д-ра физ.-мат. наук / Мотовилов Александр Константинович. - Дубна, 2006. - 253 с.
  • Никитин, E. E. Теория элементарных атомно-молекулярных процессов в газах / E. E. Никитин. - М.: Химия, 1970. - 559 с.
  • Позднеев, С. А. Моделирование процессов атомной и молекулярной физики на основе квантовой теории рассеяния / С. А. Позднеев // Математическое моделирование и численные методы. - 2017. - № 1. - C. 3-21.
  • Позднеев, C. А. Пакет прикладных программ для решения систем интегральных и интегро-дифференциальных уравнений квантовой задачи трех тел / C. А. Позднеев // Пакеты прикладных програм: Функциональное наполнение. - М.: Наука, 1986. -C. 48-62.
  • Позднеев, С. А. Применение квантовой теории рассеяния для расчетов простейших химических реакций - диссоциативного прилипания, диссоциации и рекомбинации / С. А. Позднеев // ЖТФ. - 2019. - Т. 89. - C. 803-811.
  • Позднеев, C. А. Применение квантовой теории рассеяния для расчетов различных процессов ядерной, атомной и молекулярной физики / C. А. Позднеев. - М.: Янус-К, 2001. - 412 с.
  • Позднеев, С. А. Резонансы в рассеянии электронов молекулами / С. А. Позднеев // ЖЭТФ. - 2004. - Т. 126, № 5. - C. 1051-1072.
  • Позднеев, С. А. Столкновения электронов с молекулами, находящимися в возбужденных колебательно-вращательных состояниях / С. А. Позднеев // ЖЭТФ. — 2000. — Т. 117, № 1. - C. 35-50.
  • Позднеев, С. А. Эффект Ефимова в рассеянии нейтрона на дейтоне / С. А. Позднеев // ЯФ. — 1982. — Т. 35, вып. 2. — C. 511-512.
  • Efimov, V. Energy levels of three resonantly interacting particles / V. Efimov // Nucl. Phys. A. — 1973. — Vol. 210. — P. 157-188.
  • Efimov, V. Energy levels arising from resonant two-body forces in a threebody system / V. Efimov // Phys. Lett. B. — 1970. — Vol. 33. — P. 563-564.
  • Merkuriev, S. P. Three-body scattering in configuration space / S. P. Merkuriev, C. Gignoux, A. Laverne // Ann. Phys. — 1976. — Vol. 99. — P. 30-71.
  • Pozdneev, S. The Efimov effecrt in neutron deuteron scattering near deuteron breackup treshhold / S. Pozdneev // Phys. Lett. — 1983. — Vol. B125, № 7. — P. 355-358.
  • Pozdneev, S. Application of quantum-theoretical three-body scattering to the calculation of proton-deuteron collisions / S. Pozdneev // J. Phys. G: Nucl. Phys. — 1982. — Vol. 2. — P. 1509-1516.
  • Schultz, G. J. Resonances in electron impact on diatomic molecules / G. J. Schultz // Rev. Mod. Phys. — 1973. — Vol. 45, № 3. — P. 423-486.
Еще