高红移处的量子力学——对阻尼莱曼-α吸收系统的建模

近 100 年来，氢光谱建模一直基于 Voigt 轮廓拟合。半经典的 Voigt 轮廓基于二能级原子近似。尽管 Voigt 轮廓在许多情况下表现优异，但其精度对于极高柱密度的阻尼莱曼-α吸收系统而言尚显不足。我们改进了量子力学的 Kramers-Heisenberg 模型以纳入热致宽，从而产生了一种新的轮廓——KHT 轮廓。涉及多个离散原子能级和连续项的交互在 Voigt 模型中未被考虑，会在莱曼线翼中产生不对称性。若不加建模，在对真实数据建模时会导致参数估计的显著系统误差。这对原初氘丰度的测量尤其具有重要影响。然而，KHT 模型十分复杂。因此我们给出了基于泰勒级数展开和查找表的简化公式，并量化了所采用近似的影响。KHT 轮廓已在广泛使用的 VPFIT 代码中实现。