Влияние магнитного поля на рекомбинационное возбуждение сверхтонких подуровней атомарного водорода.
Оренбургский государственный университет, физический факультет, Оренбург, Россия
fragrance. *****@***com
Цель работы – определить влияние магнитного поля на спин-селективную рекомбинацию атомов водорода, на состояние образующихся молекул Н2 и на возбуждение сверхтонких подуровней атомарного водорода после «неудачных» попыток рекомбинации. Процесс спин-селективной рекомбинации атомов водорода, находящихся в основном синглетном сверхтонком состоянии, но в отсутствии магнитного поля рассматривается в работе [2]. Если два атома водорода встречаются в электронном синглетном состоянии, то они способны рекомбинировать и производить синглетные молекулы Н2. Триплетные состояния двух атомов водорода не способны к парной рекомбинации, поэтому атомы водорода «отскакивают» друг от друга.
Действие магнитного поля приведут к смешиванию синглетных и триплетных подуровней основного состояния атомов водорода.
Вероятность рекомбинации в магнитном поле:
,
где a – константа СТВ, 
В результате «неудачных» попыток рекомбинации образуются атомы водорода и на нижнем, и на возбужденных (триплетных) подуровнях основного состояния. Вероятность такого возбуждения сверхтонких подуровней атомарного водорода
Магнитное поле, как и следовало ожидать [1], уменьшает вероятность рекомбинации и выход молекул Н2, однако не влияет на их спиновое состояние: образуются только молекулы Н2 в пара-состоянии с антипараллельными ядерными спинами. В пределе сверхсильных магнитных полей вероятность рекомбинации стремится к нулю. Уменьшая вероятность рекомбинации Ws, магнитное поле увеличивает выход атомов водорода, но уменьшает вероятность W* образования атомов водорода на верхних подуровнях основного состояния.
Показано, что «неудачные» попытки рекомбинации приводят к образованию атомов водорода в возбужденных состояниях, способных производить радиоизлучение на длинах волн вблизи λ = 21 см. Сильное магнитное поле уменьшает населенности подуровней возбужденных состояний. Предполагается, что различия интенсивностей компонент радиоизлучения атомарного водорода позволит оценить магнитные поля в космическом пространстве и вблизи звездных скоплений.
Литература
1. , , Физика межзведной среды. М.1979.
2. Култаева тезисов зимней школы-конференции Spinus 2011 Магнитный резонанс и его приложения. СПб. 2011.
3. Silvera I. F., Walraven J., The Stabilization of Atomic Hydrogen – Scientific American, Junuary 1982, v. 246, pp. 56-64.
 |
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., госконтракт № 02.740.11.0703.
Автор выражает благодарность научному руководителю профессору, д. ф.-м. н. за постановку задачи и помощь в работе.
