锂原子基态能量解:零级、一级与二级微扰理论及变分法

该工作利用定态微扰理论与变分法,系统研究了锂原子的基态能量,为多体原子体系提供了一套全面的教学分析。首先通过忽略电子-电子相互作用,将系统视为三个独立的类氢电子,构建无微扰哈密顿量,得到-275.51 eV的零阶能量基线。通过斯莱特行列式形式严格施加了精确波函数的反对称费米子性质。一阶微扰理论用于评估静态电子间排斥,通过精确的库仑积分和交换积分,将能量修正至-192.01 eV。为考虑动态电子关联,数值计算了虚单电子s轨道跃迁的二阶微扰理论,得到总微扰能量为-196.36 eV。文中还简要讨论了两电子激发,以在该框架内纳入进一步的物理真实性。此外,采用了非正交双参数变分法来建模壳层特定屏蔽效应。通过优化有效核电荷,变分法建立了-201.187 eV的优越上界能量。两种方法的结果与参考基线进行了全面对比,为理解多电子原子中电子关联与屏蔽的本质提供了关键见解。
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提交arXiv: 2026-06-23 07:26

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