超强磁场下氢分子能级: II. 激发能级

我们研究了 H$_2$ 分子在超强磁场 ($B\gg 10^{12}$ G) 中的能级，磁场强度典型出现在中子星表面。通过采用多配置 Hartree-Fock 方法计算分子间相互作用势，假设电子处于基态洛仑兰态。我们考虑了两种情况：分子轴与磁场轴一致的排列配置，以及分子轴相对于磁场轴的任意取向。随后研究了不同类型的分子激发：电子激发、沿磁轴排列的振动激发、横向振动激发（围绕磁场线的约束旋转）。H$_2^+$ 的类似结果也得到，与以前的变分计算进行了比较。给出数值结果和解析拟合公式，覆盖较宽的磁场强度范围。与零场情况不同，发现横向振动激发能可以大于沿磁轴排列的振动激发，且两者都可以与或大于电子激发。对于 $B\gg B_{crit}=4.23\times 10^{13}$ G，质子的洛仑兰能显著，关于 H$_2$ 的解离能存在争议。我们表明 H$_2$ 即使在 $B\gg B_{crit}$ 下仍具有束缚性，且基态分子中没有任何质子具有洛仑兰激发。