Search
Division of Atomic, Molecular and Optical Physics
Publications
Filters
total: 43
Catalog Publications
Year 2020
-
Analytical calculations of scattering lengths for a class of long-range potentials of interest for atomic physics
PublicationWe derive two equivalent analytical expressions for an $l$th partial-wave scattering length $a_{l}$ for central potentials with long-range tails of the form % \begin{math} \displaystyle V(r)=-\frac{\hbar^{2}}{2m}\frac{Br^{n-4}}{(r^{n-2}+R^{n-2})^{2}} -\frac{\hbar^{2}}{2m}\frac{C}{r^{2}(r^{n-2}+R^{n-2})}, \end{math} % ($r\geqslant r_{s}$, $R>0$). % For $C=0$, this family of potentials reduces to the Lenz potentials discussed in...
Year 2019
-
Relativistic two-dimensional hydrogen-like atom in a weak magnetic field
PublicationA two-dimensional (2D) hydrogen-like atom with a relativistic Dirac electron, placed in a weak, static, uniform magnetic field perpendicular to the atomic plane, is considered. Closed forms of the first- and second-order Zeeman corrections to energy levels are calculated analytically, within the framework of the Rayleigh–Schrödinger perturbation theory, for an arbitrary electronic bound state. The second-order calculations are...
Year 2018
-
Second-order Stark effect and polarizability of a relativistic two-dimensional hydrogenlike atom in the ground state
PublicationThe second-order Stark effect for a planar Dirac one-electron atom in the ground state is analyzed within the framework of the Rayleigh-Schrödinger perturbation theory, with the use of the Sturmian series expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green's function. A closed-form analytical expression for the static dipole polarizability of that system is found. The formula involves the generalized hypergeometric function ${}_{3}F_{2}$...
-
Static magnetic multipole susceptibilities of the relativistic hydrogenlike atom in the ground state: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
PublicationWe study far- and near-field magnetic and electric multipole moments induced in the ground state of the Dirac one-electron atom placed in a weak 2L-pole magnetostatic field. The analysis is carried out within the framework of the first-order Rayleigh-Schrödinger perturbation theory, with the use of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function [Szmytkowski, J. Phys. B 30, 825 (1997);J. Phys. B 30, 2747(E)...
-
Two-dimensional hydrogen-like atom in a weak magnetic field
PublicationWe consider a non-relativistic two-dimensional (2D) hydrogen-like atom in a weak, static, uniform magnetic field perpendicular to the atomic plane. Within the framework of the Rayleigh-Schr¨odinger perturbation theory, using the Sturmian expansion of the generalized radial Coulomb Green function, we derive explicit analytical expressions for corrections to an arbitrary planar hydrogenic bound-state energy level, up to the fourth...
Year 2017
-
On the derivatives $\partial^{2}P_{\nu}(z)/\partial\nu^{2}$ and $\partial Q_{\nu}(z)/\partial\nu$ of the Legendre functions with respect to their degrees
PublicationWe provide closed-form expressions for the degree-derivatives $[\partial^{2}P_{\nu}(z)/\partial\nu^{2}]_{\nu=n}$ and $[\partial Q_{\nu}(z)/\partial\nu]_{\nu=n}$, with $z\in\mathbb{C}$ and $n\in\mathbb{N}_{0}$, where $P_{\nu}(z)$ and $Q_{\nu}(z)$ are the Legendre functions of the first and the second kind, respectively. For $[\partial^{2}P_{\nu}(z)/\partial\nu^{2}]_{\nu=n}$, we find that % \begin{displaymath} \frac{\partial^{2}P_{\nu}(z)}{\partial\nu^{2}}\bigg|_{\nu=n} =-2P_{n}(z)\Li_{2}\frac{1-z}{2}+B_{n}(z)\ln\frac{z+1}{2}+C_{n}(z), \end{displaymath} % where...
Year 2016
-
Static electric and magnetic multipole susceptibilities for Dirac one-electron atoms in the ground state
PublicationWe present tabulated data for several families of static electric and magnetic multipole susceptibilities for hydrogenic atoms with nuclear charge numbers from the range $1\leq Z\leq137$. Atomic nuclei are assumed to be point-like and spinless. The susceptibilities considered include the multipole electric polarizabilities $\alpha_{\mathrm{E}L\to\mathrm{E}L}$ and magnetizabilities (magnetic susceptibilities) $\chi_{\mathrm{M}L\to\mathrm{M}L}$...
-
Static electric multipole susceptibilities of the relativistic hydrogenlike atom in the ground state: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
PublicationThe ground state of the Dirac one-electron atom, placed in a weak, static electric field of definite $2^{L}$ polarity, is studied within the framework of the first-order perturbation theory. The Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function [R. Szmytkowski, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 30, 825 (1997); erratum R. Szmytkowski, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 30, 2747 (1997)] is used to derive closed-form analytical...
Year 2014
-
A Dirac delta-type orthogonality relation for the on-the-cut generalized associated Legendre functions of the first kind with imaginary second upper indices
PublicationThe orthogonality relation for the on-the-cut generalized associated Legendre functions of the first kind with imaginary second upper indices is evaluated in a closed form. It is found to be proportional to a sum of two terms, both depending on the second upper indices and containing the Dirac delta distribution.
-
Electric-field-induced magnetic quadrupole moment in the ground state of the relativistic hydrogenlike atom: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
PublicationStosując rozwinięcie sturmowskie uogólnionej funkcji Greena-Diraca-Coulomba, znaleziono wyrażenie analityczne dla magnetycznego momentu kwadrupolowego, indukowanego przez zewnętrzne słabe, stałe, jednorodne pole elektryczne w stanie podstawowym relatywistycznego atomujednoelektronowego.
Year 2013
-
Erratum to "Formulas and Theorems for the Special Functions of Mathematical Physics" by W. Magnus, F. Oberhettinger, R. P. Soni
PublicationWe correct a number of misprints in the handbook "Formulas and theorems for the special functions of mathematial physics" (3rd edition) by Magnus, Oberhettinger and Soni.
Year 2012
-
Alternative approach to the solution of the momentum-space Schrödinger equation for bound states of the N-dimensional Coulomb problem
PublicationW pracy rozważono zagadnienie Schrödingera-Coulomba w R^N, N>=2, w reprezentacji pędowej. Radialne równanie całkowe występujące w stowarzyszonym zagadnieniu sturmowskim rozwiązano, stosując podane przez Ossiciniego symetryczne rozwinięcie typu Poissona funkcji Legendre'a drugiego rodzaju w szereg iloczynów wielomianów Gegenbauera. Następnie wykorzystano relację pomiędzy rozwiązaniami zagadnienia sturmowskiego oraz zagadnienia własnego...
-
Electric and magnetic dipole shielding constans for the ground state of the relativistic hydrogen-like atom: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
PublicationStosując rozwinięcie sturmowskie funkcji Greena-Diraca-Coulomba, znaleziono wyrażenie analityczne dla stałych ekranowania elektrycznego i magnetycznego relatywistycznego atomu wodoropodobnego w stanie podstawowym.
-
Magnetic field-induced electric quadrupole moment in the ground state of the relativistic hydrogen-like atom: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
PublicationStosując rozwinięcie sturmowskie funkcji Greena-Diraca-Coulomba, znaleziono wyrażenie analityczne dla elektrycznego momentu kwadrupolowego, indukowanego przez zewnętrzne pole magnetyczne w relatywistycznym atomie wodoropodobnym w stanie podstawowym. Wykazano, że jest to efekt czysto relatywistyczny.
-
On parameter derivatives of the associated Legendre function of the first kind (with applications to the construction of the associated Legendre function of the second kind of integer degree and order)
PublicationZnaleziono cztery nowe wyrażenia dla pochodnej stowarzyszonej funkcji Legendre'a pierwszego rodzaju względem jej stopnia w przypadku, gdy rząd i stopień są liczbami naturalnymi. Wyniki wykorzystano do podania nowych wyrażeń dla stowarzyszonych funkcji Legendre'a drugiego rodzaju z naturalnymi rzędem i stopniem.
-
Some integrals and series involving the Gegenbauer polynomials and the Legendre functions on the cut (-1,1)
PublicationZaprezentowano metode obliczenia dwóch całek oznaczonych zawierających wielomiany Gegenbauera. Wynik wykorzystano do znalezienia sum czterech szeregów o wyrazach zawierających wielomiany Gegenbauera oraz funkcje Legendre'a (pierwszego lub drugiego rodzaju) na odcinku (-1,1).
Year 2011
-
Green's function for the wavized Maxwell fish-eye problem
PublicationRozpatrzono niezależne od czasu skalarne równanie falowe dla ośrodka typu ''rybie oko'' Maxwella w przestrzeni R^N (N >=2). Pokazano, że równanie to posiada unikalne własności transformacyjne względem inwersji w pewnej klasie hipersfer. Wykorzystano ten fakt do znalezienia zamkniętej postaci funkcji Greena, oraz uogólnionej funkcji Greena, dla wyjściowego równania.
-
On the derivative of the associated Legendre function of the first kind of integer order with respect to its degree (with applications to the construction of the associated Legendre function of the second kind of integer degree and order).
PublicationWyprowadzono szereg zamkniętych wyrażeń dla pochodnych stowarzyszonej funkcji Legendre'a pierwszego rodzaju względem jej dolnego indeksu w przypadku, gdy górny indeks jest liczbą całkowitą. Wyniki zastosowano do znalezienia pewnych nowych reprezentacji (w tym typu Rodriguesa) stowarzyszonych funkcji Legendre'a drugiego rodzaju o indeksach całkowitych.
Year 2010
-
A hartree-fock approach to the steklov eigenproblem for a two-electron atom in an s2 state
PublicationW pracy rozważono zagadnienie własne typu Stekłowa (z wartścią własną występującą wyłącznie w liniowym warunku brzegowym) dla nierelatywistycznego atomu dwuelektronowego w stanie s2, znajdującego się wewnątrz wnęki kulistej. Startując z zasady wariacyjnej, wyprowadzono równanie typu Hartree-Focka dla jednoelektronowej radialnej funkcji falowej.
-
An orthogonality relation for the Whittaker functions of the second kind of imaginary order
PublicationPrzeprowadzono dowód ortogonalności funkcji Whittakera drugiego rodzaju rzędu urojonego. Użyto metody analogicznej do tej, którą zaprezentowano we wcześniejszej pracy tych samych autorów [J. Math. Anal. Appl. 365 (2010) 195-197], poświęconej funkcjom Macdonalda rzędu urojonego.
-
Comment on the orthogonality of the Macdonald functions of imaginary order
PublicationPrzeprowadzono dowód ortogonalności funkcji Macdonalda z urojonym indeksem. Zastosowana metoda jest znacznie prostsza od innych prezentowanych do tej pory w literaturze.
Year 2009
-
On the derivative of associated Le.gendre function of the first kind of integer degree with respect to its order (with applications to the construction of the associated Legendre function of the second kind of integer degree and order)
PublicationW pracy podano szereg zamkniętych wyrażeń dla pochodnej stowarzyszonej funkcji Legendre'a o stopniu (dolnym indeksie) całkowitym względem jej rzędu (górnego indeksu). Wyniki zastosowano do wyprowadzenia kilku nowych reprezentacji, w tym typu Rodriguesa, stowarzyszonych funkcji Legendre'a drugiego rodzaju z całkowityni indeksani.
Year 2007
-
Addendum to ''On the derivative of the Legendre function of the first kind with respect to its degree''
PublicationPraca stanowi uzupełnienie wcześniejszej publikacji autora [J. Phys. A: Math. Gen. 39(2006) 15147-15172]. Przedstawiono w niej nowe wyrażenia dla pochodnej funkcji Legendre'a względem jej indeksu i zastosowano je do konstrukcji dwóch nowych reprezentacji funkcji Legendre'a drugiego rodzaju z całkowitym indeksem.
-
Closed forms of the Green's function and the generalized Green's function for the Helmholtz operator on the N-dimensional unit sphere
PublicationPokazano, że funkcję Greena dla operatora Helmholtza na N-wymiarowej sferze jednostkowej można wyrazić przez funcję Gegenbauera pierwszego rodzaju. W tych przypadkach, w których funkcja Greena nie istnieje, skonstruowano uogólnioną funkcję Greena.
-
On the dervative of the Legendre function of the first kind with respect to its degree [Corrigendum]
PublicationSkorygowano błąd matematyczny w pracy: R. Szmytkowski, On the derivative of the Legendre function of the first kind with respect to its degree, J. Phys. A: Math. Gen. Vol. 39(2006) s. 15147-15172 [744014]
-
Recurrence and differential relations for sphericial spinors
PublicationPraca zawiera zestawienie kilkudziesięciu relacji rekurencyjnych i różniczkiowych, spełnianych przez spinory sferyczne (harmoniki sferyczne dla spinu 1/2).
Year 2006
-
Dirichlet-to-Neumann and Neumann-to-Dirichlet embedding methods for bound states of the Dirac equation
PublicationZaprezentowano uogólnienie formalizmu operatorów Dirichleta-Neumanna (DtN) i Neumanna-Dirichleta (NtD) na przypadek równania Diraca. Przedstawiono zastosowanie tego formalizmu do znajdowania poziomów energetycznych cząstki Diraca związanej w potencjale.
-
On the derivative of the Legendre function of the first kind with respect to its degree
PublicationPokazano, że pochodna po indeksie funkcji Legendre'a pierwszego rodzaju, obliczona dla całkowitej wartości indeksu, może być wyrażona przez funkcje elementarne. Skonstruowano kilka jawnych reprezentacji tej pochodnej. Zaprezentowano przykłady zastosowań otrzymanych wzorów.
-
Relationship between the static dipole polarizability and the static dipole magnetizability of the relativistic hydrogen-like atom
PublicationZnaleziono prostą liniową zależność pomiędzy statycznymi dipolowymi podatnościami: elektryczną i magnetyczną relatywistycznego atomu wodoropodobnego w stanie podstawowym.
-
Stark-induced magnetic anapole moment in the ground state of the relativistic hydrogenlike atom: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
PublicationZnaleziono magnetyczny moment anapolowy indukowany w stanie podstawowym relatywistycznego atomu jednoelektronowego przez zewnętrzne stałe, słabe, jednorodne pole elektryczne. Podano wyrażenie analityczne dla polaryzowalności anapolowej takiego atomu. Obliczenia wykonano, stosując rozwinięcie sturmowskie uogólnionej funkcji Greena-Diraca-Coulomba.
Year 2005
-
Ingoing and outgoing waves in the non-relativistic theory of photoionization
PublicationZastosowano rachunek zaburzeń zależny od czasu do wyprowadzenia wzoru na różniczkowy przekrój czynny na fotojonizację nierelatywistycznego kwantowego układu jednoelektronowego płaską monochromatyczną falą elektromagnetyczną. Pokazano,że pochodzenie oraz asymptotykę tzw. ''funkcji falowej stanu końcowego'', wchodzącej do tego wzoru, można wytłumaczyć bez odwoływania się do kontrowersyjnej argumentacji podanej przez Breita i Bethego.
-
Zero-range potentials for Direc particles: scattering and related continuum problems
PublicationW pracy przedstawiono rozszerzenie metody potencjałów zerowego promienia, szeroko wykorzystywanej w nierelatywistycznej mechanice , na przypadek cząstek Diraca. Nacisk położono na zagadnienie rozproszeniowe, do analizy którego zastosowano metodę kanałów własnych.
Year 2004
-
Dirichlet-to-Neumann and Neumann-to-Dirichlet embedding methods for bound states of the Schrodinger equation.
PublicationPrzeformułowano metodę Inglesfielda, stosowaną do obliczania własności stanów związanych równania Schrodingera, stosując formalizm operatorów całkowych Dirichleta-do-Neumanna(DtN) i Neumanna-do-Dirichleta (NtD). Wykorzystano zasady wariacyjne dla energii dopuszczające użycie funkcji próbnych nieciągłych wraz z pochodnymi. Podano metodę konstrukcji jąder operatorów DtN i NtD za pomocą rozwiązań zagadnienia własnego typu Steklova....
-
Eigenchannel method for nonrelativistic scattering from zero-range potentials.
PublicationPrzedstawiono sformułowanie metody kanałów własnych dla rozpraszania cząstek Schrodingera na układzie potencjałów zerowego promienia. Jako przykład, rozważono rozpraszanie fali płaskiej na czterech identycznych potencjałach, tworzących strukturę o symetrii tetraedrycznej.
-
Eigenchannel method in quantum potential scattering.
PublicationUogólniono metodę fal cząstkowych na przypadek kwantowego rozpraszania na dowolnym potencjale krótkozasięgowym. Zaprezentowano formalizm ogólny oraz jego zastosowania do cząstek Schrodingera i Duraca.
-
Exact analytical scattering lengths for a class of long-range potentials with r(-4) asymptotics.
PublicationWyprowadzono analityczne wyrażenie dla długości rozpraszania dla pewnej klasy potencjałów zanikających asymptotycznie jak r do (-4). Wpływ rdzenia potencjału uwzględniono poprzez dwa parametry: promień rdzenia oraz krótkozasięgową długość rozpraszania.
-
Gordon decomposition of the static dipole polarizability of the relativistic hydrogen-like atom: application of the Sturmian expansion of the first-order Dirac-Coulomb Green function.
PublicationWyprowadzono analityczne wyrażenie dla statycznej polaryzowalności dipolowej relatywistycznego atomu jednoelektronowego w stanie podstawowym. Dokonano rozkładu Gordona polaryzowalności. Pokazano, że polaryzowalność ma charakter czysto konwekcyjny.
-
The finite-volume Dirac-Hartree-Fock method for confined relativistic many-electron systems.
PublicationRozpatrzono relatywistyczny układ N-elektronowy ograniczony w skończonej objętośći V. Ograniczenie modelowano za pomocą warunku brzegowego narzuconego na funkcję falową układu na brzegu hiperobjętości VN. Stosując przybliżenie elektronów niezależnych, z zasady wariacyjnej dla energii wyprowadzono układ równań Diraca-Hartree-Focka oraz warunki narzucone na rozwiązania tego układu na brzegu V.
Year 2003
-
Derivation of Schwinger variational principles.
PublicationZastosowano metodę Gerjuoy-Rau-Sprucha do skonstruowania zasad wariacyjnych Schwingera dla elementów macierzowych uogólnionego operatora przejścia.
-
Relativistic theory of photoionization of one electron systems: an eigen channel R-matrix approach.
PublicationPrzedstawiono zastosowanie metody kanałów własnych R-macierzy do opisu procesu fotojonizacji relatywistycznych układów jednoelektronowych.
Year 2002
-
Dynamic polarizability of the relativistic hydrogenlike atom: Application of the Sturmian expansion of the Dirac-Coulomb Green function
PublicationWe utilize the Sturmian expansion of the Dirac-Coulomb Green function [R. Szmytkowski, J. Phys. B 30, 825 (1997)] to obtain components of the dynamic dipole polarizability tensor of the relativistic hydrogenlike atom in the ground state. It is found that the tensor may be expressed in terms of two independent quantities: a scalar polarizability and a vector polarizability, the latter being of the relativistic origin. In the static...
-
Larmor diamagnetism and Van Vleck paramagnetism in relativistic quantumtheory: the Gordon decomposition approach
PublicationWe consider a charged Dirac particle bound in a scalar potential perturbed by a classical magnetic field derivable from a vector potential A(r). Using a procedure based on the Gordon decomposition of a field-induced current, we identify diamagnetic and paramagnetic contributions to the second-order perturbationtheory correction to the particle's energy. In contradiction to earlier findings, based on the sum-over-states approach,...
-
Magnetizability of the relativistic hydrogen-like atom: applicayion of the Sturmian expansion of the first-order Dirac-Coulomb Green function
PublicationStosując rozwinięcie sturmowskie funkcji Greena-Diraca-Coulomba, znaleziono wyrażenie analityczne dla magnetyzowalności relatywistycznego atomu wodoro-podobnego w stanie podstawowym.