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原子の2電子励起状態は、一般に1電子イオン化限界よりも高いエネルギ-状態にあるため、自動イオン化する。又、高い2電子励起状態においては、一般に強い電子相関があり、電子は共同運動していると考えられる。本研究では、Ca原子を対象として、その2電子相関の様子及び、自動イオン化の速さを研究するために、2電子高励起状態のスペクトルを観測した。2電子高励起状態への励起は、まず青色レ-ザ-の2段階励起によって1電子をリドベルグ状態へ励起し、次に残りの1電子を紫外レ-ザ-の2光子励起によって励起した。自動イオン化のために1価のイオンとなったCaは、更に紫外光をもう1光子吸収して2価のイオンとなる。この2価のイオンを検出することにより、2電子高励起状態の共鳴エネルギ-及び自動イオン化による共鳴幅の測定を行なった。測定は、これ迄に行なった^1S^e及び^1D^e状態に加えて、^1G^e状態に対して行なわれ、その多くの共鳴を観測することができた。しかし、全角運動量が大きくなるにつれて、2つの電子の主量子数が似かよった状態の励起断面積がより小さくなってゆく傾向が明らかとなった。これは、全角運動量の増加につれて、電子相関がより強くなってゆくためと考えられる。一方、本研究では、配置間相互作用計算法、及び、R行列法と多チャンネル量子欠損理論に基く非経験的理論計算のプログラムコ-ドを自作し、観測された2電子励起状態のスペクトルの再現を試みた。現在迄に、^1S^e状態のみに対して計算したが、大部分の状態に対して実験効果との良い一致を見ることができた。更に、この良い一致に基き、得られた波動関数から電子密度分布を求めた。これによると、幾つかのns^2状態の電子密度分布がCa^<2+>コアを中心に折れ曲った位置に集中していることがわかった。
この物理的意味は明確ではないが、そのように対称性を破った形の方がよりエネルギ-が低くなる為であろうと考えられる。
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