电子-离子碰撞过程中的共振激发双自电离

电子-离子碰撞过程中的共振激发双自电离

一、电子离子碰撞过程中的共振激发双自电离(论文文献综述)

杨志龙[1](2020)在《类铷等电子序列双电子复合过程的理论研究》文中研究表明对电子与离子的碰撞问题的理论研究一直以来都是原子与分子物理学发展过程中的一项非常重要的课题,其与天体物理、X射线激光以及可控核聚变等的研究密切相关。双电子复合(DR)过程是电子与离子碰撞的一个非常重要的过程,它广泛存在于实验室等离子体和天体等离子体中,对于建立和维持等离子体电离平衡以及激发态离子能级布居起着至关重要的作用。准确的DR速率系数对诊断等离子体温度和密度等动力学参数以及模拟等离子体环境有重要意义。而且双电子伴线是等离子体温度诊断的重要手段,高精度的DR强度、截面和速率系数是各种研究实验室等离子体、天体等离子体和X射线激光的重要参数。本文利用基于全相对论组态相互作用方法的Flexible Atomic Code(FAC)程序包理论研究了类铷等电子序列离子DR过程,从头详细计算了类铷等电子序列(Mo5+,Sn13+,Sb14+,Te15+,Xe17+,Ba19+,Gd27+,Tb28+,Hf35+,Ta36+,W37+,Re38+,Os39+,Au42+,Hg43+)15个离子的DR速率系数。详细的考虑了双激发态j=(4s14p64d1nln’l’)、(4s24p54d1nln’l’)和(4s24p6nln’l’)(n=4,5,6;n’<24;l’<12)的所有能级的DR速率系数,并且以外推的方法外推到了n’=1000。考察了激发通道、辐射通道、共振稳态跃迁(RS)和非共振稳态跃迁(NRS)以及级联退激(DAC)效应对DR速率系数的影响,揭示了各种效应的规律性。发现随原子序数Z的增大,DAC效应的贡献逐渐减小,当Z=41时,DAC效应的贡献在全温度范围内最大为74.92%,当Z=80时,DAC效应的贡献在全温度范围内最大为13.46%,仍不可忽略。并且随原子序数Z的增大,总的DR速率系数也逐渐增大且峰值逐渐向高温移动。对基态和第一激发态的DR速率系数进行了拟合,得到了拟合参数,总结了DR速率系数随原子序数Z的规律性,对基态中高温处(130 eV到50000 eV)的规律得到了一个经验公式。本文的研究结果将用于综合组内后续研究结果,预期得到一个能计算各种元素的多种等电子序列的DR速率系数的经验公式。

刘丽萍[2](2020)在《俄歇和原子间库仑衰变过程的研究》文中指出当原子内层电子电离产生高激发态的电子空穴时,空穴态的原子可通过电子衰变过程退激发。俄歇和原子间库仑衰变(ICD)都是由电子关联引起的电子衰变过程。在稀薄环境下,俄歇衰变的研究主要基于单粒子理论。而在稠密环境下,环境效应不可忽略,ICD过程是一种高效的电荷重分配过程。本文主要围绕ICD和俄歇衰变等电子衰变过程展开研究。具体研究内容如下。首先,本文基于相对论条件下的扭曲波近似理论计算了Rb+(3d-1)完整的俄歇衰变速率,包括单俄歇衰变和双俄歇衰变过程。本文通过knock-out和shake-off机制对电子关联引起的直接双俄歇衰变过程进行计算。3d-1空穴态的俄歇衰变过程中,一般认为主要的单俄歇通道是属于组态4s24p45s,4s4p55s,和4s04p65s的能级。本文的计算结果表明,Rb+(3d-1)最强的通道来自属于组态4s24p34d5s的能级,其衰变速率占总的单俄歇衰变速率的36.3%。属于组态4s24p34d5s的能级可以进一步的衰变到Rb3+,这使得级联双俄歇衰变速率较大。级联双俄歇衰变和直接双俄歇衰变在总的俄歇衰变中所占的分支比分别为50.60%和22.13%。因而,双俄歇在总的俄歇衰变中的分支比为72.73%,占据主导作用。接着,本文重点研究了空穴态稀有气体二聚物核能级的ICD过程,进而研究了其与定域俄歇衰变的竞争。本文运用Fano-ADC-Stieltjes方法分别计算了Xe+(4d-1)-R(R=Xe,Kr,Ar)以及Kr+(3d-1)Kr的ICD和俄歇衰变宽度(速率)。俄歇衰变是一个定域过程。因此,其宽度与空心激发态原子和近邻原子之间的距离无关。与之相反,ICD宽度随着空心激发态原子和近邻原子之间的距离的减小而增大,随初始空穴态能量的增加而减小,且随不同的邻近原子变化而变化。在衰变发生的Franck-Condon区域,Xe2,Xe Kr,Xe Ar和Kr2最大的ICD宽度与俄歇衰变宽度的比值最大为0.26%。然而,在较大的团簇中该比值可以达到几个百分点且在实验上可以观测到。ICD宽度与俄歇衰变宽度的比值较小是因为所研究二聚物原子间距过大(4–4.4(?))。结合以往的研究及本文计算结果可以推测,在单体间距仅为2-3(?)的氢键或者微溶剂团簇中,核能级ICD是原子吸收硬X射线后重要的电荷再分配过程。考虑到电子碰撞电离在直接双俄歇衰变和ICD过程中的重要作用和影响,本文基于精细能级的扭曲波方法以S e3+为例详细研究了重原子的电子碰撞电离过程。首先,分别计算了直接电离和激发自电离截面并讨论了不同过程对总的单电离截面的贡献。同时,本文对S e3+不同的组态的电离截面表现出的不同的特质进行了讨论。组态([Ni])4s24p和4s24d的两个能级的电离截面基本相同,而组态4s4p2的不同能级电离截面差异较大。理论计算结果可以对实验测得的S e3+单电离截面(Alna’washi et al.,2014)进行分析和组态诊断。实验中除了存在基态4s24 p还存在激发态4s24d。

张俊明[3](2020)在《高离化态Fe和Si离子的电子碰撞激发和双电子复合过程的理论研究》文中进行了进一步梳理电子与高离化态离子的碰撞是天体和实验室等离子体环境中非常重要的原子物理过程,其高精度的原子参数,如截面、强度、速率系数以及退激发辐射光子的线性极化度等对等离子体的模拟和诊断具有重要意义。最近几年,由于电子束离子阱(EBIT)和重离子冷却储存环等实验装置的不断改进,电子-高离化态离子碰撞过程的研究取得了一系列的重要进展。本文利用基于相对论组态相互作用理论方法的Flexible Atomic Code(FAC)程序包,对Fe20+-Fe21+离子K壳层电子碰撞激发、共振俘获及辐射衰变过程进行了系统的理论研究。同时,计算了Si13+-Si10+离子的直接电子碰撞激发、共振激发和双电子复合过程的速率系数。具体内容如下:第一、计算了入射电子能量在1-6倍阈值范围内,Fe20+离子从基态(1s22s22p23P0)到K壳层激发态(1s2s22p3)J=0,1,2电子碰撞激发过程的总截面和磁截面。结果表明,在整个电子碰撞激发过程中,单电子激发占主导。由于[(1s2s22p1/2)1(2p23/2)1]1和[(1s2s22p21/2)12p3/2]1之间存在强的组态混合,入射电子能量约大于1.7倍阈值后,来自两电子激发态[(1s2s22p1/2)1(2p23/2)1]1的截面超过单电子激发态[(1s2s22p21/21)2p3/2]2的截面。作为比较,Fe21+离子基态(1s22s22p2P1/2)共振俘获电子形成与电子碰撞激发过程相同激发态的俘获总截面和磁截面也被给出。发现形成同一K壳层激发态时,共振俘获过程的截面大于电子碰撞激发截面。进一步,本文比较了伴随电子碰撞激发和双电子复合不同机制下Fe20+离子2p→1s辐射Kα线的线性极化度,结果表明两种机制下线性极化度的差异很大,这为通过辐射光子的极化度研究细致的碰撞动力学提供了重要的诊断工具。第二、系统计算了Si13+-Si10+离子的直接电子碰撞激发、共振激发以及双电子复合过程的速率系数,并对Schuch等人最近在瑞典斯德哥尔摩大学EBIT实验装置上Si13+和Si12+离子双电子复合速率系数的实验测量值进行了模拟和分析,获得了与实验测量值符合非常好的结果。在此基础上,模拟了双电子复合和电子碰撞激发过程总的速率系数谱,除了在电子能量为1.85keV附近有明显的差别外,其余能区理论与实验结果能够很好得吻合。

韩小萱[4](2020)在《巨型里德堡分子的理论与实验研究》文中指出里德堡分子是组成分子的一个或多个电子处于里德堡态的分子,除了具有里德堡原子的尺寸大、寿命长和极化率大等优良特性外,还具有丰富的振动能级和奇异的绝热势能曲线,比里德堡原子更容易受外场操控,在微弱信号检测,真空波动研究,超冷碰撞淬灭,量子气体的相关性测量中具有潜在的应用价值。按形成机理不同里德堡分子分为里德堡-基态分子和巨型里德堡分子。里德堡-基态分子,又称长程里德堡分子,是由一个里德堡电子与一个或者多个基态原子低能电子散射形成,分子半径≤2n2与里德堡原子的大小相当且具有较大的永久电偶极矩。巨型里德堡分子是由里德堡原子间长程电多极矩相互作用形成的势阱束缚而成,分子半径≥4n2,大小达?m量级。本文主要以铯(nDJ)2巨型里德堡分子为研究对象:理论上建立了里德堡原子对电多极相互作用的理论模型,数值计算了巨型里德堡分子的势能曲线,获得束缚能、束缚键长、振动能级等参数,为实验制备巨型里德堡分子提供了理论基础;实验上在光缔合制备基态分子的基础上,首次提出了双色双共振光缔合制备超冷里德堡分子的实验方案,并成功观察到巨型里德堡分子信号,测量了不同分子态的束缚能和寿命,实验测量与理论计算相一致,并且在此基础上分析巨型里德堡分子的自电离机制。主要研究内容概括如下:1.利用里德堡原子对长程静电多极相互作用理论模型,考虑选择定则和对称性关系,数值计算了nDJ态里德堡原子对的绝热势能曲线,不同磁量子数M的绝热势能曲线存各在一个束缚势阱,可束缚里德堡原子形成分子。研究了基矢大小、高阶相互作用级数对势能曲线和束缚势阱的影响,获得了巨型里德堡分子的束缚势阱深度和束缚键长,振动能级和振动波函数,并得到了势阱深度和束缚键长与有效主量子数的依赖关系。同时计算了巨型里德堡分子的光缔合光谱和激发几率。2.首次提出了双色双共振光缔合制备巨型里德堡分子的实验方案,极大的提高了里德堡分子的激发效率。第一色(激光脉冲pulse-A)共振激发种子里德堡原子,第二色(激光脉冲pulse-B,红失谐于原子对离解限),共振激发里德堡原子B,与种子原子A形成巨型里德堡分子。建立双色光缔合的实验系统,利用斜坡脉冲场电离法测量并获得了里德堡分子的光缔合光谱。3.利用双色光缔合光谱实现了(62DJ)2巨型里德堡分子的有效制备,将实验测量的分子谱与理论计算的分子势进行对比,获得了不同分子组态束缚能的实验测量值,与理论计算的里德堡分子束缚能相一致。改变延迟时间研究了里德堡分子的decay效应和可能存在的自电离机制,获得了不同分子态的寿命。4.利用上述的双色双共振激发实验方案研究了蓝失谐处里德堡原子对态的激发增强效应和演化动力学。nDJ里德堡原子对在蓝失谐处表现为很强的排斥相互作用,产生了激发阻塞效应。双色光缔合方案实现了阻塞区内里德堡原子的进一步激发。实验表明:第一色(激光脉冲pulse-A)共振激发的少量种子里德堡原子A,在其周围形成激发阻塞区域。随后改变第二色(激光脉冲pulse-B)光脉冲的脉宽,研究里德堡原子对态的激发及演化动力学,与两体相互作用演化动力学理论模拟相一致。5.建立了里德堡原子与离子电多极相互作用形成里德堡-离子分子理论模型,数值计算了里德堡-离子分子绝热势能曲线、激发几率、振动能级和振动波函数。首次提出了两种制备里德堡-离子分子的实验方案:方案一、里德堡-基态分子的多阶段激发,首先用激光脉冲pulse-A光缔合制备里德堡-基态分子,之后用微波场脉冲电离里德堡-基态分子,再作用激光脉冲pulse-B光缔合实现里德堡-离子分子制备;方案二、巨型里德堡分子的THz光谱激发,首先用双色光缔合制备巨型里德堡分子,再作用THz激光脉冲,光电离巨型里德堡分子,实现里德堡-离子分子的实验制备。本文的创新之处:1.理论上创建了里德堡原子对长程静电多极相互作用理论模型,考虑更高阶相互作用,数值计算了(nDJ)2巨型里德堡分子的绝热势能曲线和双色光缔合光谱,获得更为精确的束缚势阱;研究分析了巨型里德堡分子的束缚能和键长与主量子数的依赖关系,为实验制备巨型里德堡分子提供理论依据。2.首次提出双色双共振光缔合制备巨型里德堡分子的实验方案,与单色光缔合对比,双色双共振光缔合方案可以极大提高巨型里德堡分子的激发几率。我们在实验上成功实现了(nDJ)2(n=60-64)巨型里德堡分子的有效制备,并测量了不同组态分子的束缚能和寿命等参数,测量结果与理论计算相一致。3.首次提出里德堡-离子分子的概念,建立了里德堡原子与离子电多极相互作用的理论模型,数值计算了铷里德堡-离子分子的势能曲线,并提出了两种制备里德堡-离子分子的实验方案:即微波耦合里德堡-基态分子的多步激发方案和巨型里德堡分子的THz光谱激发方案,为进一步研究不同类型的巨型里德堡分子奠定了基础。

张丰玲[5](2020)在《W ⅩⅣ-W ⅩⅦ离子光谱的碰撞辐射模型研究》文中指出钨因其高熔点和高溅射能量阈值、低溅射速率和低氘/氚滞留率而被选为磁约束聚变反应堆(如ITER,EAST和CFETR等)的偏滤器和面壁材料。同时,钨离子的发射光谱有助于诊断高温聚变等离子体的电子温度、电子密度等参数。因此,研究钨离子的原子结构、性质、动力学过程和发射光谱对钨杂质流的监测与控制以及诊断聚变等离子体状态参数具有重要意义。本文利用基于相对论组态相互作用方法(RCI)的Flexible Atomic Code(FAC)程序,计算了基本的原子数据如能级、辐射跃迁能量和几率、碰撞激发截面,构建并求解了恰当的碰撞辐射模型,对电子束离子阱(EBIT)中观测到的W13+–W16+离子的EUV光谱和W13+离子的可见光谱开展了理论研究。主要内容包括:1.利用RCI方法计算了W13+–W16+离子的能级、辐射跃迁能量和几率、电子碰撞激发截面等原子参数,得到了与其他理论计算和实验均吻合较好的结果。2.构建了合理的碰撞辐射模型,计算了在EBIT环境中,电子密度为1010cm-3时W13+离子的5p–5s和5d–5p跃迁的光谱,得到了与其他理论计算和实验均吻合较好的结果,指认了以前的两个独立的实验中存在争议的相关光谱。计算中发现5d–5p的跃迁几率非常大,但却未在以前的实验中被观测到。通过详细的分析激发态布居过程,解释了W13+离子光谱5d–5p跃迁未在EBIT中被观测到的原因。3.计算了W14+和W15+离子的5p–5s的跃迁光谱,得到了与实验结果吻合较好的结果,指认了与实验光谱所对应的跃迁。4.预言了W16+离子的5p–5s的跃迁光谱,希望为以后的实验和理论研究提供参考。5.计算了电子密度从ne=108cm-3到ne=1012cm-3范围内的W13+离子的M1可见跃迁光谱,发现了来自W13+离子的基态和低激发态的M1跃迁光谱相对强度对电子密度具有非常强的依赖性,解释了不同实验对W13+离子基态M1跃迁光谱指认的差别。同时,预言了W13+离子的M1跃迁光谱中一些较强跃迁线组将可用于未来ITER等离子体电子密度的诊断。最后,通过分析激发态布居过程解释了W13+离子的M1跃迁光谱对电子密度变化敏感的原因。

陈崟博[6](2019)在《强场双电离中的电子关联:从多光子到少光子》文中指出电子关联是多电子体系中普通存在的现象,它对许多强场过程中起着至关重要的作用。当原子分子与强激光场相互作用时,电子关联效应在双电离和双激发态共振中体现得尤为重要。在早期近红外、中红外激光驱动的多光子双电离研究中发现了双电离产率增强的现象,电子关联在这种现象中起到了决定性的作用。近年来,得益于激光技术的发展,紫外和极紫外激光驱动下的少光子双电离开始受到关注。特别是少光子非次序双电离,由于体现了强烈的电子关联效应,而引发了广泛的研究热潮。在红外和紫外激光场中,双电离的电离机制及电子关联特性有着巨大差异。人们对其中的物理过程的认识还不够清晰——尤其是双电离中的双激发态电子动力学过程。因此本文研究了这两个不同波段下双电离的物理过程,并探究了在双激发态参与下的电子关联现象。在红外和紫外波段,双电离的过程分别对应着多光子和少光子过程。我们对这两个过程分别应用不同的模型进行了理论研究。本文的研究内容和创新点有:(1)系统地研究了红外波段下氩原子多光子非次序双电离对脉宽的依赖。在红外激光场中,电子可能通过再碰撞的方式回到母核形成双激发态。我们通过经典系综模型对双电离进行模拟并得到动量谱。结果表明在短脉宽下电子呈现强关联现象,而在长脉宽下关联性不再明显。我们对双电离中各事件发生的时间进行统计分析,发现影响长短脉宽下不同电子关联行为的决定性因素是碰撞和双电离的时间延迟。我们发现当双激发态双电离占主导地位时,影响双电离电子关联行为的主要因素是延迟以及双激发态双电离所占比重。(2)系统地研究了紫外波段下氦原子少光子双电离中的电子动力学过程。通过量子模型对双电离进行数值模拟,我们发现动量谱中呈现双环和三环分裂现象。通过在缀饰原子图像下对能级进行分析,我们发现当电子从基态被共振双激发时,双激发态能级可能发生双重分裂。当有第三个能级也能被同时共振激发时,双激发能级可能发生三重分裂。这种能级分裂造成了参与共振双电离过程的态的联合拉比振荡。此外,我们指出能级三重分裂源于激发过程中的失谐效应,从而提出了一种用光强来调控电子关联行为的新途径。(3)研究了红外光调制下的极紫外双光子共振双电离过程。我们在动量谱中观察到了径向和角向的干涉结构。通过微扰分析,我们发现这种干涉结构与在双极紫外脉冲作用下的双光子双电离动量谱中的干涉结构有不同的形成机制。通过对微扰模型的修正,我们重复出了干涉结构,并确定此干涉主要源于红外激光对双电离连续态的交流斯塔克效应。我们认为短脉冲下干涉结构的不对称性可能是红外场的条纹效应或者双激发态相关的电离通道之间干涉的结果。

马德全[7](2019)在《类铑等电子序列及类锶钨离子双电子复合的理论研究》文中认为双电子复合(DR)过程是电子与离子碰撞的一个非常重要的过程,它广泛存在于实验室等离子体和天体等离子体中,对建立和维持等离子体电离平衡以及激发态离子布居起着至关重要的作用。准确的DR速率系数对诊断等离子体温度和密度等动力学参数以及模拟等离子体环境有重要意义。本文利用基于全相对论组态相互作用方法的Flexible Atomic Code(FAC)程序包理论研究了类铑等电子序列离子的DR过程和类锶钨(W36+)离子的DR过程,具体主要内容包括以下几点:第一,详细研究了类铑等电子序列离子的DR过程。为了系统研究、寻找并总结各种效应和DR速率系数随原子序数Z的规律性,本文利用FAC程序包计算了类铑等电子序列(Sn5+,Sb6+,Te7+,Xe9+,Ba11+,Gd19+,Tb20+,Hf27+,Ta28+,W29+,Re30+,Os31+,Au34+,Hg35+,Tl36+)15个离子的DR速率系数。考虑了双激发态4d8nln’l’和4p5nln’l’(n=4,5,6;n’<24;l’<12)的所有能级的DR速率系数,并外推到了n’=1000。考察了激发通道、辐射通道、共振稳态跃迁(RS)和非共振稳态跃迁(NRS)及级联退激(DAC)效应对DR速率系数的影响,揭示了各种效应的规律性。发现随原子序数Z的增大,DAC效应的贡献逐渐减小,当Z=50时,DAC效应的贡献在全温度范围内最大为81.92%,当Z=81时,DAC效应的贡献在全温度范围内最大为19.98%,仍不可忽略。考虑NRS+RS与考虑DAC的DR速率系数有013.40%的偏差。并且随原子序数Z的增大,总的DR速率系数也逐渐增大且峰值逐渐向高温移动。对基态和第一激发态的DR速率系数进行了拟合,得到了拟合参数,总结了DR速率系数随原子序数Z的规律性,在中高温范围(130eV到50000eV),得到了基态的DR速率系数的经验公式。第二,研究了类锶W36+离子的DR过程。W36+离子基组态为[Zn]4p64d2,有9个能级。本文详细计算了[Zn]4p54d3nln’l’和[Zn]4p64d1nln’l’(n=4,5,6,n’=4-1000,l’<12)所有内壳层激发的所有能级的DR速率系数。考察了不同通道对DR速率系数的影响,并在NRS+RS跃迁对DR速率系数影响的基础上又考虑了辐射跃迁到可自电离态及DAC效应的贡献。结果发现随着温度的增大,DAC效应的贡献越来越重要,在650eV处DAC效应的贡献为11.67%,并且考虑DAC效应的DR速率系数的计算值与考虑NRS+RS的计算值相差4.53%。在50000eV处,DAC效应的贡献达到最大,是19.34%,和NRS+RS的计算值相差5.03%。最后,为了方便使用,对基组态9个能级的DR速率系数进行了参数拟合。

张伟[8](2019)在《根据碰撞-辐射模型诊断闪电等离子体的温度》文中研究指明闪电等离子体的放电特征和物理机制等方面的研究内容是目前备受关注的课题之一,温度是反映闪电等离子体放电特性的重要参数之一。迄今为止,关于闪电等离子体的研究通常是在光学观测的基础上进行的。我们小组的成员使用具有高时间分辨率的无狭缝摄谱仪,在青海高原地区拍摄获取了雷电光谱数据,本工作以这些光谱作为研究对象,结合闪电等离子体通道的发光机制,首次针对闪电等离子体建立了碰撞辐射模型。氮离子(NII)谱线500.52和567.96nm是闪电光谱中反映放电电流强度的强谱线之一,我们计算并且获得了这两条特征谱线不同温度下的相对总辐射强度,进而获得了这两条特征强谱线的相对总辐射强度的比值与温度之间的关系,最后将这个关系应用在实验光谱中,得到了闪电等离子体的温度。主要内容依次如下:首先,根据多组态Dirac-Fock方法理论,基于Flexible Atomic Code程序,计算了氮离子(NII)的相关能级、跃迁几率、碰撞截面、碰撞强度及电子碰撞激发速率系数等原子参数。其次,根据原子或离子的辐射谱线强度分别与基态到激发态的电子碰撞激发速率系数以及高激发态到低激发态的跃迁几率呈正比这一理论基础,建立了碰撞辐射模型理论。进一步计算了闪电光谱图中表现比较明显的氮离子的特征强谱线567.96nm和500.52nm及与其相关的各个跃迁的相对辐射强度,然后得到了这两条强谱线在不同温度下的相对总辐射强度及其比值,为进一步将其应用在实验光谱中奠定了基础。最后,通过分析六个闪电的回击过程的实验光谱,计算了对应的六个闪电等离子体通道的发射光谱中的特征强谱线567.96nm和500.52nm的相对总光谱强度,结合碰撞辐射模型获得的相对总辐射强度的比值,得到了这六个闪电等离子通道的温度。此外,利用多谱线法对这六个闪电等离子体的通道温度进行了估算,通过与上述理论计算获得的温度进行比对,可以看出两种方法所获得的结果的差异在2500K以内。

任成[9](2019)在《高离化态离子K、L壳层电子碰撞及其辐射衰变过程的理论研究》文中研究指明高离化态离子辐射谱中包含有大量反映离子结构信息的重要物理参量,这些物理参量是与原子过程紧密相连的,尤其是碰撞过程。此外,这些高精度物理参量在模拟和诊断等离子体方面发挥着重要的作用。特别是伴随着实验技术的发展,一系列众多的等离子体辐射光谱已经在实验上被观测,通过进一步研究这些观察到的辐射光谱,就可以对等离子体内部各向异性电子能量分布以及等离子体温度、密度等做出相应的诊断。本论文采用了基于多组态Dirac-Fock(MCDF)理论方法的GRASP程序以及组态相互作用的FAC程序,对高离化态类氢、类氦、类硼离子电子碰撞及其辐射衰变过程进行了系统的理论研究。详细开展了如下工作:1.利用基于全相对论扭曲波(RDW)方法的REIE06程序,系统研究了Breit相互作用对高离化态类硼Ca15+、Xe49+、W69+离子2s→2p和1s→2p碰撞激发截面以及相应退激辐射光子线性极化度的影响。发现:Breit相互作用使激发能减小,并且这种特征随着原子序数的增加而越来越明显。同时,Breit相互作用强烈影响着电子碰撞激发截面以及辐射光子的线性极化度。与之形成鲜明对比的是,在与上述电子碰撞激发过程类似的双电子复合过程中,Breit相互作用对双电子复合过程退激辐射光子极化度却没有影响[Phys.Rev.A 91,042705(2015)]。2.利用研究电子碰撞激发和双电子复合过程的FAC程序,从理论上模拟了类氢、类氦硫离子的双电子复合和电子碰撞激发速率系数以及类氢、类氦硅离子的双电子复合速率系数。模拟结果表明:S15+和S14+离子共振峰的质心能量以及S15+和S14+离子的激发能与现有实验和理论结果相比较,误差均在1%以内;同样,速率系数的理论模拟结果与实验结果也体现出了较好的一致性。对于硅离子的双电子复合速率系数,理论模拟结果也与实验结果符合较好。特别重要的是,这也是第一次从能量角度区分同一离子的两个原子过程。

金锐[10](2018)在《离化态原子基本性质研究》文中研究指明本文研究了孤立以及温稠环境中的离化态原子的基本性质与相关动力学参数及其在实验天体物理以及温稠等离子体中的应用。具体来说:(1)利用相对论自洽场Dirac-Slater方法系统讨论大量离化态原子的基态电子结构与电离阈值等基本物理进行研究。利用发展的轨道竞争台阶图,系统研究了轨道竞争与物质性质与精密计算中的电子关联的关系。离化态原子的基态性质,特别是电子结构是进一步精密计算激发态结构以及散射过程的提供基础。(2)继续发展了GRASP-JT程序处理有限激发度的N电子靶态问题,以及第一原理的相对论本征通道R矩阵程序R-R-eigen处理激发散射电子复合体问题。以Ne+光电离过程为例,展示了R-R-eigen矩阵方法的优点。利用R-R-eigen可以直接算出有很好解析性质的短程散射矩阵,即对应多通道量子数亏损理论的物理参数。具有良好数学解析性质的短程散射矩阵,在全能域平滑变化接口,只需在稀疏的几个能量样点上计算便可包含丰富的短程多体相互作用的全部信息。通过我们提出的多通道量子数理论方程的图解法(JHANGZ plot),将高维参数空间投影到二维参数空间,能够得到所有的束缚能级,借助光谱实验数据可以方便地检验短程散射矩阵物理参数的计算精度,并依此作合理校准。利用散射矩阵的解析延拓性,自电离能区的散射矩阵参数也能够得到进行校准。因此可以方便地得到光谱校准的精度原子分子体系激发态能级结构,以及同等精度的电子-离子碰撞过程的散射振幅,及光电离自电离等动力学速率。因此在天体物理、惯性约束聚变等重大科学领域中有很诱人的应用前景。(3)本文研究了温稠环境中的离化态原子的基本性质。提出一套处理强X自由电子激光与X自由电子激光(XFEL)产生的固体密度等离子体物质相互作用的时空积分模型。理论计算的Al原子物理参数,并考虑了合适的环境效应,即电离阈值下降,利用该参数可以方便直观地模拟固体密度Al温稠等离子与XFEL相互作用的时空积分发射谱,并与实验很好地符合。(4)原子间距足够接近时,原子轨道会发生强烈相互作用,形成成键与反键分子轨道,故需从分子物理角度出发理解原子碰撞问题。初步以分子准完备基的方法探讨分子激发态结构。

二、电子离子碰撞过程中的共振激发双自电离(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、电子离子碰撞过程中的共振激发双自电离(论文提纲范文)

(1)类铷等电子序列双电子复合过程的理论研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电子与离子非弹性碰撞的基本物理过程
        1.2.1 直接电离
        1.2.2 间接电离
        1.2.3 直接激发
        1.2.4 共振激发
        1.2.5 复合
    1.3 DR过程
        1.3.1 DR过程的物理图像
        1.3.2 DR过程的研究意义和研究现状
        1.3.3 本文研究的背景和研究内容
    参考文献
第2章 理论方法
    2.1 引言
    2.2 相对论组态相互作用方法
    2.3 FAC程序包的简介
    2.4 自电离速率和辐射跃迁速率
    2.5 DR截面和速率系数
    2.6 DR速率系数的外推
    参考文献
第3章 类铷等电子序列双电子复合过程的理论研究
    3.1 引言
    3.2 激发通道和辐射通道
    3.3 DR速率系数随高n电子轨道角动量的变化
    3.4 类铷序列离子DR过程
    3.5 级联退激对DR速率系数的影响
    3.6 类铷序列离子总的DR速率系数
    3.7 总结
    参考文献
第4章 总结和展望
    4.1 总结
    4.2 展望
致谢
附录
个人简历、在学期间发表的学术论文及获得的奖励

(2)俄歇和原子间库仑衰变过程的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 俄歇衰变
        1.1.1 单俄歇衰变
        1.1.2 双俄歇衰变
        1.1.3 三俄歇衰变
    1.2 原子间库仑衰变过程
        1.2.1 物理图像
        1.2.2 研究进展
        1.2.3 研究意义
    1.3 本文主要研究内容
第二章 俄歇衰变研究的基本理论和方法
    2.1 孤立原子结构理论
    2.2 单俄歇衰变
    2.3 直接双俄歇衰变
    2.4 本章小结
第三章 Rb~+(3d~(-1))的俄歇衰变——双俄歇的主导作用
    3.1 研究背景
    3.2 方法与计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 单俄歇衰变过程
        3.3.2 级联双俄歇衰变过程
        3.3.3 直接双俄歇衰变过程
        3.3.4 Rb~+(3d~(-1))与 Kr~+(3d~(-1))Auger衰变的比较
    3.4 Se~(3+)电子碰撞电离截面的研究
        3.4.1 研究背景
        3.4.2 理论方法
        3.4.3 结果与讨论
    3.5 本章小结
第四章 原子间库仑衰变研究的基本理论和方法
    4.1 Fano共振理论
    4.2 ADC方法
    4.3 Fano理论与ADC的结合:Q-P分区
    4.4 Stieltjes imaging技术
    4.5 结果的收敛性和稳定性分析
        4.5.1 基组的选择
        4.5.2 收敛性
    4.6 本章小结
第五章 原子间库仑衰变过程的研究
    5.1 研究背景
    5.2 方法与计算
        5.2.1 势能曲线的计算
        5.2.2 衰变宽度的计算
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Xe_2
        5.3.2 XeAr和 XeKr
    5.4 本章小结
第六章 俄歇与原子间库仑衰变过程的竞争机制
    6.1 研究背景
    6.2 分析与讨论
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 下一步工作
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果

(3)高离化态Fe和Si离子的电子碰撞激发和双电子复合过程的理论研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电子碰撞激发过程
    1.3 双电子复合过程
    1.4 本文研究内容
    参考文献
第二章 理论方法
    2.1 引言
    2.2 相对论组态相作用理论方法
        2.2.1 Dirac-Coulomb哈密顿量
        2.2.2 原子态波函数
        2.2.3 径向Dirac方程及求解
    2.3 Breit相互作用
    2.4 连续态波函数的求解
    2.5 电子碰撞激发截面
        2.5.1 直接电子碰撞激发截面
        2.5.2 共振激发截面
    2.6 双电子复合截面
    2.7 辐射光子的线性极化度
    参考文献
第三章 Fe离子内壳层电子碰撞激发过程及辐射性质的理论研究
    3.1 引言
    3.2 计算细节
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Fe~(20+)离子能级
        3.3.2 电子碰撞激发、共振俘获过程的总截面和磁截面
        3.3.3 辐射光子的线性极化度
    3.4 结论
    参考文献
第四章 Si离子电子碰撞激发和双电子复合过程的理论研究
    4.1 引言
    4.2 计算细节
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 电子碰撞激发
        4.3.2 双电子复合
        4.3.3 与速率系数实验结果的比较
    4.4 结论
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及获得的奖励

(4)巨型里德堡分子的理论与实验研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 里德堡原子简介
        1.1.1 里德堡原子的波函数
        1.1.2 里德堡原子对间相互作用
    1.2 里德堡分子的研究背景
        1.2.1 里德堡分子特性
        1.2.2 巨型里德堡分子
        1.2.3 里德堡-基态分子
    1.3 本文的主要内容
    参考文献
第二章 巨型里德堡分子的理论模型与势能曲线
    2.1 里德堡原子相互作用
        2.1.1 长程电多极相互作用哈密顿量
        2.1.2 外电场作用
        2.1.3 选择定则和对称性
    2.2 巨型里德堡分子势能曲线
        2.2.1 里德堡分子束缚机制
        2.2.2 基矢大小的选择
        2.2.3 高阶相互作用
        2.2.4 束缚势阱和主量子数n的关系
        2.2.5 激发几率
        2.2.6 里德堡分子的振动能级和振动波函数
    2.3 本章小结
    参考文献
第三章 实验装置
    3.1 超冷铯原子的制备
        3.1.1 真空系统
        3.1.2 铯原子的冷却与俘获
    3.2 探测和控制系统
        3.2.1 荧光和吸收成像
        3.2.2 离子探测系统
        3.2.3 控制系统
    3.3 激光器的稳定系统
        3.3.1 饱和吸收谱稳频
        3.3.2 偏振谱稳频
        3.3.3 Fabry-Pérot腔稳频
        3.3.4 利用里德堡电磁感应透明实现510nm激发光频率的稳定
        3.3.5 激发光功率的稳定
    3.4 510nm激发光频率扫描系统
    3.5 里德堡原子Stark谱
    3.6 本章小结
    参考文献
第四章 超冷巨型里德堡分子的制备
    4.1 双色双光子共振光缔合实验方案
    4.2 超冷里德堡分子的实验研究
        4.2.1 n DJ里德堡分子能谱
        4.2.2 分子谱理论模拟
        4.2.3 nDJ里德堡分子寿命
    4.3 里德堡分子的自电离机制
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 超冷里德堡原子对的激发
    5.1 里德堡原子对态的实验研究
    5.2 里德堡原子的双色双光子光谱
    5.3 对态原子演化动力学理论模拟
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 总结和展望
    6.1 本文总结
    6.2 展望及完成的准备工作
        6.2.1 里德堡-离子分子的理论模型与实验方案
        6.2.2 里德堡-基态分子理论与实验研究
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式

(5)W ⅩⅣ-W ⅩⅦ离子光谱的碰撞辐射模型研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钨的研究背景及意义
    1.3 钨离子的研究现状
    1.4 本文的研究内容
第2章 理论方法
    2.1 原子结构的计算
    2.2 等离子体中的原子过程
        2.2.1 电离过程
        2.2.2 激发过程
        2.2.3 复合过程
    2.3 自发辐射跃迁
    2.4 等离子体光谱强度
    2.5 碰撞辐射模型
        2.5.1 EBIT产生等离子体
        2.5.2 EBIT等离子体的碰撞辐射模型
        2.5.3 电子碰撞激发
    2.6 FAC程序包简介
第3章 W ⅩⅣ– W ⅩⅦ离子的5p-5s跃迁碰撞辐射模型研究
    3.1 引言
    3.2 W~(13+)离子的能级、跃迁和光谱
    3.3 W14+离子的能级、跃迁和光谱
    3.4 W15+离子的能级、跃迁和光谱
    3.5 W16+离子的能级、跃迁和光谱
    3.6 小结
第4章 W~(13+)离子可见光谱的碰撞辐射模型
    4.1 引言
    4.2 W~(13+)离子的M1跃迁
    4.3 小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果

(6)强场双电离中的电子关联:从多光子到少光子(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 强场中的原子分子电离
    1.2 红外激光驱动的原子分子双电离
    1.3 紫外激光驱动的原子分子双电离
    1.4 实验进展及理论模型
    1.5 本文主要研究内容
2 近红外激光驱动的多光子非次序双电离
    2.1 研究背景
    2.2 非次序双电离对激光脉宽的依赖
    2.3 非次序双电离对激光强度的依赖
    2.4 小结
3 极紫外激光驱动的少光子非次序双电离
    3.1 研究背景
    3.2 少光子双电离关联电子动量谱对光子能量的依赖
    3.3 少光子非次序双电离中的共振激发和Autler-Townes分裂
    3.4 近红外激光对少光子双电离的调制
    3.5 小结
4 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
致谢
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文

(7)类铑等电子序列及类锶钨离子双电子复合的理论研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电子与离子碰撞基本过程概述
        1.2.1 辐射复合(RR)
        1.2.2 双电子复合(DR)
        1.2.3 三体复合(TBR)
        1.2.4 直接激发(DE)
        1.2.5 共振激发(RE)
        1.2.6 直接电离(DI)
        1.2.7 激发自电离(EA)
        1.2.8 共振激发双自电离(REDA)
    1.3 双电子复合过程详述
    1.4 本文的研究背景
    1.5 本文的研究内容
        1.5.1 类铑等电子序列双电子复合的研究
        1.5.2 类锶钨(W~(36+))离子双电子复合的理论研究
第二章 理论方法
    2.1 引言
    2.2 相对论组态相互作用方法
    2.3 自电离速率和辐射跃迁速率
    2.4 双电子复合(DR)截面和速率系数
    2.5 DR速率系数的外推
    2.6 辐射复合(RR)和三体复合(TBR)过程
第三章 类铑等电子序列双电子复合的理论研究
    3.1 引言
    3.2 激发通道与辐射通道
    3.3 类铑序列离子DR通道
    3.4 级联退激对DR速率系数的影响
    3.5 类铑序列离子的总DR速率系数
    3.6 总结
第四章 类锶钨离子双电子复合的理论研究
    4.1 引言
    4.2 W~(36+)离子基态的磁偶极跃迁
    4.3 W~(36+)离子不同通道的DR速率系数
    4.4 W~(36+)离子的DAC效应
    4.5 W~(36+)离子总的DR速率系数
    4.6 结论
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录 Ⅰ:硕士学位期间发表的论文情况
附录 Ⅱ:攻读硕士期间参加的学术会议
致谢

(8)根据碰撞-辐射模型诊断闪电等离子体的温度(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 闪电的主要研究方法
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本工作的主要内容
    参考文献
第二章 试验设备和理论方法
    2.1 试验设备
    2.2 闪电的分类及负地闪过程
        2.2.1 闪电的分类
        2.2.2 负地闪放电过程
    2.3 光谱法诊断闪电等离子体温度
        2.3.1 闪电等离子体通道的基本特征
        2.3.2 玻尔兹曼分布
        2.3.3 多谱线法
    2.4 利用碰撞辐射理论诊断温度
        2.4.1 闪电等离子体中的微观原子过程
        2.4.2 碰撞辐射模型的谱线强度
        2.4.2.1 碰撞激发速率系数
        2.4.2.2 波函数及能级
        2.4.2.3 跃迁几率
        2.4.2.4 相对谱线强度
    参考文献
第三章 依据碰撞辐射模型诊断闪电等离子体的温度
    3.1 引言
    3.2 特征谱线的跃迁参数
        3.2.1 氮离子(NII)的相关能级和跃迁几率
        3.2.2 氮离子(NII)的相关电子碰撞激发速率系数
        3.2.3 氮离子(NII)相应谱线的相对强度
    3.3 闪电等离子体的温度
    3.4 结果和讨论
    参考文献
第四章 总结与展望
致谢
攻读硕士期间完成和发表的科研成果

(9)高离化态离子K、L壳层电子碰撞及其辐射衰变过程的理论研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电子碰撞激发过程
        1.2.1 电子碰撞激发过程的物理图像
        1.2.2 电子碰撞激发过程的研究现状
    1.3 双电子复合过程
        1.3.1 双电子复合过程的物理图像
        1.3.2 双电子复合过程的研究现状
    1.4 本文的主要内容
    参考文献
第二章 理论方法
    2.1 引言
    2.2 多组态Dirac-Fock(MCDF)方法
        2.2.1 Dirac-Coulomb哈密顿量
        2.2.2 原子态波函数
    2.3 MCDF方法的Breit相互作用修正
    2.4 连续态波函数的求解
    2.5 电子碰撞激发参数的计算
        2.5.1 电子碰撞激发体系波函数的构造
        2.5.2 电子碰撞激发截面的计算
        2.5.3 共振激发截面的计算
        2.5.4 中间双激发态的Auger衰变率
        2.5.5 辐射衰变率
    2.6 双电子复合参数的计算
    2.7 电子碰撞激发和双电子复合速率系数的计算
    参考文献
第三章 Breit相互作用对类硼离子电子碰撞退激辐射线性极化度的影响
    3.1 引言
    3.2 辐射光子线性极化度的计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 电子碰撞激发能
        3.3.2 电子碰撞激发强度
        3.3.3 电子碰撞激发总截面
        3.3.4 辐射光子线性极化度
    3.4 结论
    参考文献
第四章 类氢和类氦硫离子双电子复合以及电子碰撞激发速率系数的计算
    4.1 引言
    4.2 计算中考虑的原子过程
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 双电子复合过程
        4.3.2 电子碰撞激发过程
        4.3.3 双电子复合和电子碰撞激发速率系数的合成
    4.4 结论
    参考文献
第五章 Si~(13+)和Si~(12+)离子双电子复合速率系数的计算
    5.1 引言
    5.2 计算中考虑的双电子复合过程
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 双电子复合共振能量
        5.3.2 双电子复合共振强度
        5.3.3 双电子复合速率系数
    5.4 结论
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
附录:攻读硕士期间完成的科研成果
    完成的期刊论文
    参加的学术会议
    提交的会议摘要
致谢

(10)离化态原子基本性质研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 原子、分子、团簇物理前沿概况
        1.1.1 基态与激发态能级结构
        1.1.2 碰撞过程
        1.1.3 环境效应
    1.2 原子分子体系中的量子多体理论
    1.3 等离子体简介
    1.4 本文主要内容
第2章 离化态原子的基态性质
    2.1 相对论自洽场Dirac- Slater方法
    2.2 离化态原子的电子结构
        2.2.1 轨道竞争分区与原子自洽势
        2.2.2 第I,II竞争区
        2.2.3 第III竞争区
        2.2.4 第IV竞争区
    2.3 离化态原子的电离阈值
    2.4 X光谱中的应用
    2.5 本章总结
第3章 离化态原子的激发态结构与动力学研究
    3.1 本章引言
    3.2 理论方法
        3.2.1 准完备基框架计算靶态
        3.2.2 本征通道R矩阵方法
        3.2.3 靶态相位
        3.2.4 多通道量子数亏损理论
    3.3 Ne+的激发态结构与光电离谱分析
        3.3.1 本征通道短程散射矩阵
        3.3.2 迭代投影法校准短程散射矩阵
        3.3.3 高维对称投影量子数图
        3.3.4 Ne+共振光电离过程
    3.4 本章总结
第4章 温稠等离子体中的原子物理研究
    4.1 本章引言
    4.2 理论模型及原子物理参数
        4.2.1 理论模型
        4.2.2 电离阈值的理论计算
        4.2.3 动力学速率的理论计算
    4.3 时空积分发射谱的模拟
    4.4 本章总结
第5章 全文总结与展望
参考文献
附录A 本征通道计算中本征通道识别与接口
附录B 相对论本征通道R矩阵数据链架构
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

四、电子离子碰撞过程中的共振激发双自电离(论文参考文献)

  • [1]类铷等电子序列双电子复合过程的理论研究[D]. 杨志龙. 西北师范大学, 2020
  • [2]俄歇和原子间库仑衰变过程的研究[D]. 刘丽萍. 国防科技大学, 2020(01)
  • [3]高离化态Fe和Si离子的电子碰撞激发和双电子复合过程的理论研究[D]. 张俊明. 西北师范大学, 2020
  • [4]巨型里德堡分子的理论与实验研究[D]. 韩小萱. 山西大学, 2020(12)
  • [5]W ⅩⅣ-W ⅩⅦ离子光谱的碰撞辐射模型研究[D]. 张丰玲. 西北师范大学, 2020
  • [6]强场双电离中的电子关联:从多光子到少光子[D]. 陈崟博. 华中科技大学, 2019(03)
  • [7]类铑等电子序列及类锶钨离子双电子复合的理论研究[D]. 马德全. 西北师范大学, 2019(06)
  • [8]根据碰撞-辐射模型诊断闪电等离子体的温度[D]. 张伟. 西北师范大学, 2019(01)
  • [9]高离化态离子K、L壳层电子碰撞及其辐射衰变过程的理论研究[D]. 任成. 西北师范大学, 2019(06)
  • [10]离化态原子基本性质研究[D]. 金锐. 清华大学, 2018(04)

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电子-离子碰撞过程中的共振激发双自电离
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