对质子撞击氦原子电离的高级数学分析揭示了实验与该过程的现有理论计算之间的差异所在。

当一个原子受到一个快速移动的质子的撞击时，它的一个轨道电子可能会被击退，留下一个带正电的离子。为了理解这个过程，研究人员研究电子被击退时传播的角度分布很重要。在EPJ D 上发表的一项新研究中，印度罗摩克里希纳使命寄宿学院的 M. Purkait 及其同事清楚地确定了理论和实验测量的角度分布之间出现差异的特定区域。

该团队的结果可能会导致对这种电离过程进行更高级的计算。反过来，改进的理论技术可以应用于等离子体物理学、癌症治疗和新激光技术开发等广泛领域。借助最新的实验技术，物理学家现在可以准确地测量发射电子的角路径将如何变化，这取决于电子的能量和撞击质子传递的动量。这些分布在名为“全微分横截面”(FDCS)的计算中进行了描述——这对于指导电离过程的理论模型至关重要。然而，到目前为止，理论计算经常以不确定的方式与实验获得的 FDCS 形成对比。

在他们的研究中，Purkait 的团队研究了质子撞击引起的氦原子电离。由于氦原子核包含两个质子和两个中子，研究人员使用“四体扭曲波”(DW-4B)近似来研究该过程。使用此工具集，他们可以使用更简单的数学来近似处理所涉及的非常复杂的交互。这使他们能够解释发射电子和撞击质子在氦原子核电场中的行为，以及原子核的位置如何依次扭曲。通过将他们的结果与最近实验中测量的 FDCS 进行比较，该团队发现他们在高冲击能量下相当吻合。只有更高的质子值才会出现明显的差异-电子动量转移，以及中能电子。该团队现在希望他们的结果能够在未来的研究中改进理论技术。