Energies of ground and low excited states of heavy diatomic quasimolecules

Abstract

Двухатомные квазимолекулы представляют собой простейшие молекулярные системы. Один из интересных случаев — случай тяжелых квазимолекул, в которых суммарный заряд ядер Z > 173. Для таких систем релятивистская квантовая теория предсказывает, что наиболее низкий электронный уровень близок к погружению в отрицательный энергетический континуум при достаточно малых межъядерных расстояний. В этом случае параметр alpha*Z (alpha — постоянная тонкой структуры) уже не мал, и ,следовательно, нужно проводить расчет во всех порядках по данному параметру. В работе представлены релятивистские расчеты энергии основного и низших возбуждённых состояний одно-электронных двухатомных квазимолекул во всех порядках по alpha*Z. Уравнение Дирака с двухцентровым потенциалом числено решено с помощью метода дуального кинетического баланса. Для двух-электронных тяжелых квазимолекул также учтена поправка на межэлектронное взаимодействие. Энергия однофотонного обмена рассчитывается для основного состояния в приближении Брейта.

Few-electron diatomic quasimolecules represent the simplest molecular systems. One of the most interesting cases is heavy quasimolecules in which the total nuclear charge Z > 173. For those systems the relativistic theory predicts that at the small enough internuclear distances the lowest-lying electronic state is close to ‘’dive’’ into the Dirac negative-energy continuum. In this case the parameter αlpha*Z is not small (αlpha is the fine-structure constant); thus, all calculations should be done to all orders in αlpha*Z. We present relativistic calculations of the ground- and low excited states energy of one-electron diatomic quasimolecules valid to all orders in alphaZ. The Dirac equation with the exact two-center potential is solved numerically using the dual-kinetic-balance method. For two-electron heavy quasimolecules we evaluate also the electron-electron interaction effects. The one-photon exchange is calculated for the ground state within the Breit approximation.