【摘 要】
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基于原子、分子体系的基本物理理论的低能检验与基本物理常数的高精度确定一直是精密测量物理中的重要研究内容。其中,氢原子、氦原子、类氦离子和氢分子离子等少体原子分子体系的跃迁光谱的精密测量与精密计算具有重要的研究价值和意义。一方面高精度实验测量和理论计算的结合可以检验量子电动力学（QED）理论的正确性与适用范围,另一方面,在假设理论正确的前提下,高精度实验测量值和理论计算的对比可以高精度的确定一些基本
【机 构】
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中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院)
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基于原子、分子体系的基本物理理论的低能检验与基本物理常数的高精度确定一直是精密测量物理中的重要研究内容。其中,氢原子、氦原子、类氦离子和氢分子离子等少体原子分子体系的跃迁光谱的精密测量与精密计算具有重要的研究价值和意义。一方面高精度实验测量和理论计算的结合可以检验量子电动力学（QED）理论的正确性与适用范围,另一方面,在假设理论正确的前提下,高精度实验测量值和理论计算的对比可以高精度的确定一些基本物理常数,比如里德堡常数R∞,精细结构常数α以及质子与核电荷半径等。本文在少体原子分子精密谱理论计算方面的工作主要包含以下两部分内容：（1）采用关联Hylleraas基矢结合Rayleigh-Ritz变分法求解氦原子和类氦锂离子Li+三体薛定谔方程得到了高精度的非相对论能量和波函数。在此基础上,利用微扰论逐步计算了氦原子和类氦锂离子Li+1s2p3Pj态精细结构劈裂的相对论及QED修正,包含mα4阶,mα5阶,mα6阶以及部分mα7阶修正的计算。同时我们还考虑了有限核质量（mα4（m/M）, mα5（m/M）, mα6（m/M））对精细结构能级劈裂的贡献。完成了对Drake和Pachucki前期工作的独立检验,提高了各阶修正的计算精度。目前对氦原子1s2p3PJ态精细结构的理论计算的相对精度达到10-.（2）采用关联Hylleraas基矢结合Rayleigh-Ritz变分法精确求解了氢分子离子D2+低能振转态v＝0-4,L=0-2的非相对论能级及波函数。在此基础上,在Breit-Pauli近似下计算了低能振转态v=0-4,L＝0-2超精细劈裂的相对论修正,计算精度达到9-10位有效数字,使得相对论修正的所有误差都来自于基本物理常数的误差。除了考虑通常的电子-氘核自旋-自旋接触相互作用,电子自旋-轨道耦合相互作用,氘核自旋-轨道耦合相互作用以及电子-氘核的自旋-自旋张量相互作用对超精细劈裂的贡献外,本文还考虑了由于贡献较小而在以前被忽略的氘核-氘核自旋-自旋张量相互作用以及氘核电四极矩对超精细劈裂的贡献。通过计算我们得出氘核电四极矩对超精细劈裂带来的误差约为1-3Hz.目前理论上超精细能级劈裂的误差主要来自未计算的高阶修正项,这也是下一步需要考虑的问题。
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