【摘 要】
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弱相互作用体系一直是天体物理以及物理化学等领域重要的研究对象。2015年,Astrid Bergeat等人在Nature Chemistry（2015,7:349）报道了他们在量子态水平的碰撞研究。他们利用交叉分子束技术,研究了He原子和处于振转基态CO（j=0）分子,在4K温度下发生的j=0→j=1非弹性碰撞过程中的量子动力学共振现象。基于以上实验背景,我们将从理论上计算He原子与CO分子的冷碰
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弱相互作用体系一直是天体物理以及物理化学等领域重要的研究对象。2015年,Astrid Bergeat等人在Nature Chemistry（2015,7:349）报道了他们在量子态水平的碰撞研究。他们利用交叉分子束技术,研究了He原子和处于振转基态CO（j=0）分子,在4K温度下发生的j=0→j=1非弹性碰撞过程中的量子动力学共振现象。基于以上实验背景,我们将从理论上计算He原子与CO分子的冷碰撞动力学特征。主要包含如下内容:（1）采用耦合簇单双三重激发迭代计算、四重激发作微扰处理的CCSDT（Q）方法,并选择包含双扩展函数的d-aug-cc-p VXZ（X=T,Q,5）基组,做三项外推,计算得到了He-CO体系的相互作用势能。应用重构内核Hilbert空间（RKHS）理论方法,构建了He-CO（v=0）,He-CO（v=1）体系的高精度二维势能面。计算结果表明:He-CO（v=0）具有一个势阱,平衡位置位于R=6.42 0,θ=70.14°,阱深为-22.39cm-1;He-CO（v=1）,同样具有一个势阱,平衡位置位于R=6.43 0,θ=69.79°,阱深为-22.37cm-1。v=0和v=1的二维势能面均表现出较弱的各向异性。（2）基于构建的高精度势能面,计算了单体CO分子处于振动态v=0时,~4He-CO和~3He-CO体系的束缚态能级。结果表明:~4He-CO（v=0）存在14个束缚态,~3He-CO（v=0）存在10个束缚态。我们进一步计算了~4He-CO和~3He-CO体系在单体CO分子基频谱带的红外跃迁频率,方均根差仅为0.01cm-1,理论结果与实验吻合得很好。（3）应用量子散射计算方法,研究了He-CO体系在低转动态的冷碰撞动力学性质。结果表明:低能碰撞过程,弹性截面随着能量减小趋向于常数值,非弹性截面符合Wigner阈值定则预期行为,积分截面存在多个共振结构。其中,He+CO（j=0→1）分子转动激发截面存在5个较明显的共振峰,理论计算的共振峰位置与Astrid Bergeat等人的实验结果基本一致。
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