Физический факультет
Кафедра физики конденсированного состояния
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОНННАЯ РАБОТА
Влияние магнитного поля на рекомбинационное возбуждение сверхтонких подуровней атомарного водорода
Аннотация
Выпускная квалификационная работа содержит 68 страниц, в том числе 7 рисунков и фотографий, 28 источников литературы.
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.
В результате «неудачных» попыток рекомбинации образуются атомы водорода и на нижнем, и на возбужденных (триплетных) подуровнях основного состояния.
Магнитное поле, как и следовало ожидать, 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
The summary
Bachelor thesis contains 68 pages, including 7 drawings and photos, 28 sources of the literature.
Hydrogen is the active participant of physics and chemical processes in space as well as on the Earth. Recombination of hydrogen atoms is the electron spin selective process producing diamagnetic molecules H2 . Spin selectivity of recombination is determined by the Pauli’s principle and the angular momentum conservation law.
Strong magnetic fields decrease the recombination probability and populations of hydrogen excited states simultaneously. Recombinational excitation can be the origin of excited hyperfine states in hydrogen atoms in the Universe which are the source of the space radio frequency emission (ν = 1428,5714 MHz).
Components of hydrogen radio emission will allow to determine magnetic fields in space and in the vicinity of star clusters.