磁场中顺磁性分子的碰撞：基于物质波夫琅禾费衍射的解析模型

我们研究了磁场对开壳层分子（$^2\Sigma$、$^3\Sigma$和$^2\Pi$）与闭壳层原子发生转动态非弹性碰撞动力学的影响。我们的处理利用了物质波散射的夫琅禾费模型及其最近在电场[M. Lemeshko and B. Friedrich, J. Chem. Phys. \textbf{129}, 024301 (2008)]和辐射场[M. Lemeshko and B. Friedrich, Int. J. Mass. Spec. in press (2008)]中的推广。磁场在空间固定坐标系中对齐分子，从而改变了衍射靶的有效形状。这显著影响了微分和积分散射截面。我们通过评估He -- CaH ($X ^2\Sigma^+$)、He -- O$_2$ ($X ^3\Sigma^-$)和He -- OH ($X ^2\Pi_{\Omega}$)系统在热碰撞能量下与磁场相关的散射特性来举例说明我们的处理。由于可以针对磁场相对于相对速度矢量的不同取向获得截面，该模型还提供了关于碰撞正面与侧面立体不对称性的预测。发现He -- OH系统的立体不对称性几乎可以忽略，He -- CaH碰撞的立体不对称性较弱，而He -- O$_2$的立体不对称性很强。当磁场平行于相对速度矢量时，奇$\Delta M$跃迁主导He -- OH $(J=3/2,f \to J', e/f)$积分截面，而在He -- CaH ($X ^2\Sigma^+$)和He -- O$_2$ ($X ^3\Sigma^-$)碰撞系统中，偶$\Delta M$跃迁占主导。对于后一个系统，磁场打开了在无场情况下关闭的非弹性通道。这些通道涉及$N=1, J=0 \to N', J'$且$J'=N'$的跃迁。