多能级原子中的各向同性非弹性和超弹性碰撞速率

源自磁化天体物理等离子体的辐射谱线偏振取决于介质中原子的状态，其确定需要考虑原子与磁场之间、原子与光子之间（辐射跃迁）以及原子与其他物质粒子之间（碰撞跃迁）的相互作用。在多能级模型原子（该模型考虑了属于同一 J 能级或同一项内不同 J 能级的磁子能级之间的量子干涉）的应用框架下，在求解原子密度矩阵的主方程时，通常忽略碰撞过程。这部分是由于缺乏实验数据和/或用于计算碰撞转移和弛豫速率（特别是涉及不同 J 能级子能级间干涉的速率，以及由弹性碰撞引起的退偏速率）的近似理论表达式。本文正式定义并研究了进入多能级原子统计平衡方程的各向同性非弹性和超弹性碰撞引起的转移和弛豫速率。在假设原子 - 碰撞体相互作用可由偶极算符描述的前提下，我们提供了将不同 J 能级间干涉的碰撞速率与通常的 J 能级布居碰撞速率联系起来的表达式。最后，我们将通用方程应用于下项未偏振的双项原子情形，通过在光球辐射场各向异性照射的恒星大气等离子体平板中进行辐射转移计算，阐明了非弹性和超弹性碰撞对散射偏振的影响。