原子电离能中关联效应与相对论效应的比较研究

该研究探讨了相对论效应与电子关联效应对重元素(金至氡,原子序数Z=79-86)第一电离能的协同影响。研究人员通过两种互补性分析展开工作:(1)对比哈特里-福克(HF)方法与耦合簇CCSD(T)方法计算的相对论修正值,以评估关联效应对相对论修正幅度的影响;(2)比较非相对论框架与相对论框架下关联修正值的差异,从而确定相对论效应对关联修正幅度的影响。研究结果揭示了这两种效应之间存在显著的非线性关系——具体而言,相对论与关联效应对电离能的联合作用并不等于二者单独贡献的简单加和。这种非叠加性表明相对论效应与关联效应并非相互独立,它们会以取决于原子体系的复杂方式产生相互作用。研究发现对于某些元素,两种效应会相互增强;而对另一些元素则会产生部分抵消。此外,“分离”效应的叠加顺序也会影响结果:将“纯”相对论效应叠加至包含关联效应的剩余结果,与将“纯”关联效应叠加至包含相对论效应的剩余结果会产生不同数值。这些发现证实相对论效应与关联效应具有本质的非叠加性,反映了量子多体问题的非线性特征。因此,要对重元素体系的电离能进行精确计算预测,必须同时对两种效应进行一体化处理,而非将其视为独立贡献因素。

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提交arXiv: 2026-02-05 13:42
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