На основе комплексного метода ВКБ-Маслова построена квазиклассическая спектральная серия, соответствующая резонансным боровским орбитам в атоме гелия. Квазиклассические уровни энергии, представленные в форме тетрарид-берговской серии, отвечают дважды симметрично возбужденным состояниям гелиеподобных атомов. Эта серия уровней содержит в себе тройную ридбер-говскую серию (Рихтер, Винтген, 1991), отвечающую Z 2+ e − e − -конфигурации электронов, которая наблюдалась в экспериментах Эйхмана с сотрудниками по лазерному возбуждению атома бария (1992 г.). Экстраполяция на нижние уров-ни полученной формулы для квазиклассического спектра дает значение энергии основного состояния, отличающееся на 6% от экспериментального (Бергесон с сотрудниками, 1998). Также вычислена тонкая структура квазиклассического спектра, обусловленная спин-орбитальным и спин-спиновым взаимодействиями электронов.Ключевые слова: квазиклассическое квантование, спектральные серии, комплексный метод ВКБ-Маслова, обобщенные переменные действие-угол и гармонического осцилля-тора.
ВВЕДЕНИЕ И ФОРМУЛИРОВКА РЕЗУЛЬТАТОВВ 1913 г. во второй части своей знаменитой серии работ [1], заложивших основы квантовой механики, Нильс Бор проквантовал периодическое коррелированное дви-жение в атоме гелия (движение электронов вдоль равновесной окружности S 1 (E) радиуса R = R(E), где E < 0 -классическая энергия системы, см. ниже рис. 1).Оказалось, однако, что формулы квазиклассического квантования, основанные на постулатах Бора (сейчас их часто называют формулами "старой" квантовой тео-рии), успешно воспроизводившие спектр атома водорода, не дают удовлетворитель-ных результатов при вычислении как основного, так и возбужденных состояний атома гелия (детали см., например, в обзоре [2]).Использование квазиклассического приближения, основанного на более общих формулах квантования типа формул Бора-Зоммерфельда, и применение матема-тической версии этого приближения (теории канонического оператора Маслова с * Московский государственный институт электроники и математики, Москва, Россия. E-mail: pm@miem.edu.ru 261 262 В. В. БЕЛОВ, В. А. МАКСИМОВ вещественной фазой [3], [4]) также не меняют ситуацию. Как отмечает в своей из-вестной книге [5] Лере, квантование Маслова дает результат "старой" квантовой теории, сохраняя простоту вычислений; это квантование, возникающее из чисто ма-тематических рассуждений, может заменить квантование Бора-Зоммерфельда. С физической точки зрения такая замена будет оправданна, если она окажется при-менимой к атому с несколькими электронами.Простейшей моделью многоэлектронной системы является модель гелиеподобно-го атома (иона) -два электрона в поле заряженного неподвижного центра с гамиль-тонианомe = −e 0 и m -заряд и масса электрона. Цель этой работы -проквантовать (в квазикласическом приближении) семейство боровских орбит S 1 (E) в атоме гелия. Это означает, что для соответствующей (1) спектральной квантовой задачи HΨ = EΨ с оператором Шредингера H = H(−i ∂/∂q, q), где -"малый параметр", ∈ (0, 1), требуется построить последовательность чисел E ν ( ) (ква...