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　　高電荷態(tài)重離子攜帶著自然界最強的庫侖場。電子在強庫侖場中的運動有很強的相對論效應和量子電動力學（QED）效應，其退激過程的X射線譜是人們探究微觀世界的重要窗口之一。 

　　中國科學院近代物理研究所原子分子譜學室科研人員利用從頭計算QED理論方法，基于近期可達到的實驗條件，開展了一系列理論預研工作。 

　　近代物理所已經建成的蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)（HIRFL-CSR）、低能量強流高電荷態(tài)重離子研究裝置（LEAF）和正在建設中的強流重離子加速器裝置（HIAF），可以提供從0.3 MeV/u至約1 GeV/u的強流高電荷態(tài)重離子束，為開展強場QED研究提供了條件。 

　　研究人員基于HIRFL-CSR裝置，研究了電子與類氫重離子碰撞中雙電子復合-雙電子單光子躍遷 (DR-TEOP) 過程和輻射復合(RR)過程的干涉現(xiàn)象；針對HIAF裝置，研究了2s激發(fā)態(tài)類氫重離子雙光子衰變中左旋與右旋極化的光子的不對稱性；基于LEAF裝置，研究了類氦雙激發(fā)態(tài)離子的TEOP過程，系統(tǒng)計算了核電荷數從5到92離子(2l, 2l’)各量子態(tài)TEOP躍遷、單電子單光子躍遷和俄歇過程的速率。 

　　這些進展為在大科學裝置上開展高電荷態(tài)重離子中的奇異電磁躍遷實驗研究奠定了基礎。上述工作得到了科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目的支持。預研結果分別以快報（Rapid Communications）、通訊（Letter）和常規(guī)論文（Article）等形式發(fā)表于Physical Review A。 

　　論文鏈接： 

　　https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.104.L010801 

　　https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.104.012818 

　　https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.101.040501 

　　圖1：處于自旋極化2s激發(fā)態(tài)的類氫U⁹¹⁺離子發(fā)生單電子雙光子躍遷時，兩個光子能量相等（即x=0.5，左圖）和一個光子能量是另一個光子的3倍（即x=0.25，右圖）時，兩光子左旋極化和右旋極化不對稱度與出射夾角的關系。 

　　圖2：量子電動力學從頭計算得到的雙激發(fā)態(tài)類氦離子中雙電子單光子躍遷（圖中黑色實線）和（圖中紅色實線）的躍遷速率與原子序數的關系。圖中也給出了其他課題組的計算結果。 

　　  （原子分子譜學室 供稿）