近物所电子与原子、分子碰撞反应动力学研究取得新进展

　　中科院近代物理研究所原子分子动力学组科研人员利用自主研制的反应显微成像谱仪，在80eV-220eV入射能量范围内，开展了电子入射Ne、Ar原子以及CH4、N2、CO2等小分子的单电离(e, 2e)反应实验研究，并取得重要进展。

　　实验系统测量了这些反应体系中反冲离子的纵向动量分布，观测到散射角大于90°的背向散射过程，证明在中低能电子入射原子靶和小分子靶的(e, 2e)反应中，普遍存在包含入射炮弹与靶核之间的大角度弹性散射过程的两步碰撞作用机制，且该机制的存在与靶分子结构没有明显的依赖关系。

　　研究发现，随着入射电子能量的增大，电子与原子(e, 2e)反应中背向散射过程发生的比例逐渐减小，且与Ar(e, 2e)反应相比，Ne(e, 2e)反应中背向散射比例减小的速度更快（图1）。这是由于Ne原子和Ar原子的原子结构的显著差异，造成入射电子在入射靶原子过程中经历的有效势不同。此外，该实验基于电子与分子弹性散射的独立原子模型(IAM)，认为构成分子的重原子是独立散射体，对CH4+、N2+及CO2+的纵向动量分布特征进行了定性的解释（图2）。

　　近物所科研人员基于(e, 2e)反应中的反冲离子的动量分布，从全空间角度相继开展了一系列碰撞动力学机制的研究工作，已取得大量阶段性的结果，为进一步实验研究奠定了基础，同时为相关的理论计算提供了必要的实验参考。

　　该研究结果发表在Phys. Rev. A 86，012712 (2012)。

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图1. Ne、Ar (e, 2e)反应中背向散射过程的比例

图2. 入射电子能量144eV时，CH₄⁺ (a)、N₂⁺ (b)及CO₂⁺ (c)的纵向动量分布