Excitation of atomic hydrogen by proton impact at intermediate energies. A calculation in the Glauber’s multiply scattering formalism.

Excitation de l’hydrogène atomique par impact de protons aux énergies intermédiaires. Un calcul dans le formalisme de diffusion multiple de Glauber

A. Bouserhane1*, B. Lasri1, 2, M. Bouamoud1

1Université de Tlemcen, Faculté des Sciences, Laboratoire de Physique Théorique,B.P 119 Tlemcen, 13000, Algérie.

2Laboratoire de Physique Moléculaire et des Collisions, Université de Metz, 1 Bd Arago, 57078, Cedex 3, Metz , France

* Corresponding author. E-mail: adnray1965@yahoo.fr

Received: 21 February 2005; revised version accepted: 13 October 2005

Abstract

In this work, we are interested in the study of ion-atom/multicharged ion interactions. We treat in particular, the excitation of atomic hydrogen (target) by proton impact (projectile) at velocities J larger than or equal to the velocity J e of the target’s orbital electron. Here ionisation and electronic capture are not envisaged.

The calculation is done in the Glauber’s multiple scattering formalism. After definition of an out going wave function, solution of the Schrödinger equation, we proceed to the linearization of the correspondent Green propagator. In the frame of a coulomb interaction, a phase function is determined and the transition matrix element evaluated accordingly

In analogy with the series of Born, we have obtained a multiple scattering Glauber series in which the convergence is insured by the resence of only the first three terms. Cross sections are evaluated in the frame of theimpact parameter formalism and compared with the experimental data of Park et al and the theoretical results of Reading, Born (Born1) and of the variational principle of Schwinger (Bouamoud).

In all of this paper, the atomic unit is adopted.

Keywords: Glauber’s multiply scattering formalism; Transition amplitude; Excitation cross section.

Résumé

Dans ce travail, nous nous intéressons à l’étude des interactions ion-atome/ion multichargé. Nous traitons plus particulièrement l’excitation de l’hydrogène atomique (cible) par impact de protons (projectiles) à des vitesses J supérieures ou égales à la vitesse ve de l’électron actif de la cible. Ici, L’ionisation et la capture électronique ne sont pas envisagées.

Le calcul est effectué dans le cadre du formalisme de diffusion multiple de Glauber. Après avoir défini une fonction d’onde sortante, solution de l’équation de Schrödinger, nous procédons à la linéarisation du propagateur de Green correspondant. Dans le cadre d’une interaction purement coulombienne, une fonction de phase est déterminée et les éléments de la matrice de transition sont évalués en conséquence.

Par analogie avec la série de Born, nous avons pu obtenir une série de diffusion multiple de Glauber dont la convergence est assurée par la présence des trois premiers termes seulement. Les sections efficaces sont ensuite évaluées dans le cadre du formalisme du paramètre d’impact puis confrontées aux données expérimentales de Park et al ainsi qu’aux résultats théoriques de Reading, de Born (Born1) et du principe variationnel de Schwinger (Bouamoud).

L’unité atomique(a.u) est adoptée dans tout le papier

Mots clés : Formalisme de diffusion multiple de Glauber; Amplitude de transition; Section efficace d’excitation.

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