Relativistiske effekter pakker et slag i plasma-kollisioner ved høj temperatur

"Interaktionen mellem højtladede tunge ioner og elektroner er en af ​​de vigtigste atomprocesser i plasmaer ved høj temperatur, "forklarer University of Electro-Communications-forsker Nobuyuki Nakamura i sin seneste J Phys B. topiske gennemgang. Disse højtemperaturplasmaer forekommer i et overraskende stort spektrum af scenarier fra astrofysiske plasmaer og solcorona, til fusionsreaktorer og endda laserinducerede plasmaer til kort bølgelængde nanoskala fotolitografi, øge indsatsen for at forstå deres adfærd. Nakamuras anmeldelse opsummerer, hvordan de relativistiske effekter, der resulterer i "Breit -interaktionen", kan spille en væsentlig rolle i disse processer.

Breit -interaktionen, der blev introduceret af G Breit i 1930, er den relativistiske effekt, der er involveret i interaktioner mellem elektroner. I mange tilfælde - f.eks. Beregning af atomenerginiveauer - er korrektionen til standard Coulomb -interaktionen lille. Breit -korrektionen forbliver lille, selv for energiniveauberegninger af tunge ioner, hvor atomer med en høj masse fratages mange af deres elektroner, så de er stærkt ladede.

Men når en højt ladet tung ion resonant fanger en elektron, Breit -interaktionen kan blive dominerende. Denne 'dielektriske resonansrekombination' proces ledsages af energistråling til stabilisering, og er udbredt i plasmaer ved høj temperatur. Breit -interaktionen kan forbedre resonanseffekterne med en faktor to. Som Nakamura påpeger i sin anmeldelse, Breit -interaktionen er også ansvarlig for den stærke afhængighed af protonnummer observeret i den eksperimentelle resonansstyrke, og hjælper med at forklare alvorlige uoverensstemmelser med eksisterende teori observeret i polarisationsmålinger af resonansprocesser.