近日，我系魏宝仁教授课题组与中国科学院近代物理研究所原子分子结构与动力学室科研人员在高电荷态离子与原子电荷交换量子态选择截面研究方面取得进展，相关成果发表在《Astrophysical Journal》上。
当星风、超新星爆炸遗迹以及星系团等高离化态喷流与星际空间中冷的中性原子分子相遇时，会发生电荷交换过程并释放软X射线，这成为天体环境弥散软X射线的重要来源。基本的原子碰撞物理表明：电荷交换过程中主量子数n以及角动量量子态l的选择布居本质上决定了X射线的谱线能量和强度信息。因此，可靠的高电荷态离子与原子、分子电荷交换nl量子态选择数据成为天体环境弥散软X射线准确建模的关键。目前，国内外nl-分辨的电荷交换量子态选择实验极其匮乏。
科研人员合作利用复旦大学高电荷态离子碰撞平台上的反应显微成像谱仪，通过“动量成像”系统测量了Ar8+离子与He原子主量子数n以及角动量量子态l的选择布局。发现碰撞能量是调控电荷交换过程中 n,l量子态布居的一个关键物理量，随着碰撞能量增加，n=5,6的态选择通道被打开；对天体物理建模常用的l布居模型进行了检验，首次发现l布居模型与实验测量存在较大差异。该测量结果不仅为基本的电荷交换理论提供了基准的电荷交换实验数据，而且将有助于X射线天文观测的准确建模。
实验测量得到的 Ar8+ 离子与He量子态选择分布。
我系硕士研究生夏子寒和博士研究生任百惠为共同第一作者，中科院近代物理研究所张瑞田研究员和我系魏宝仁教授为通讯作者。工作获得了国家自然科学重点基金、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项（B类）的支持，以及复旦大学核物理与离子束应用教育部重点实验室的支持。
文章连接: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac76c3
