电子与水的弹性散射：一项第一性原理研究

在这项工作中，我们设计了一种理论与计算方法，用于计算电子在非球形势（如分子与分子聚集体情形）上的弹性散射。其主要特征在于能够通过求解 Lippmann-Schwinger 方程计算多中心系统连续态的精确波函数，包含了相关效应与多重散射干涉项，而这些通常在 Mott 理论等广泛使用的方法中被忽略。在此框架内，我们计算纯弹性散射矩阵元。作为测试用例，我们将该方案应用于电子-水弹性散射的建模。采用 Dirac-Hartree-Fock 自洽场方法确定投影于由高斯基组张成的函数空间上的非球形分子势。通过添加若干多中心径向排列的 $s$ 型高斯函数，其指数依赖于体系并经过优化以在不同能量区域重现连续电子波函数的性质，我们能够前所未有地描述谱的低能区（$0.001< E < 10$ eV）直至 keV，并与实验数据及先前理论结果吻合良好。为展示我们方法的潜力，我们还计算了电子入射于水分子团簇与 Zundel 阳离子上的总弹性散射截面。我们的方法可扩展至处理非弹性散射事件与重带电粒子。