碰撞參數

碰撞理論研究的是粒子間的一種相互作用。力學理論基礎是動量守恆定律和能量守恆定律。粒子多種多樣使碰撞理論分為：原子的碰撞、等離子體的碰撞等等。同屬於粒子間的相互作用的還有：輕原子核的聚合、正負電子的湮沒、荷電介子的衰變、中子的beta衰變、核子N與介子的相互作用、光子與電子的散射等。

每個物體的各自動能發生不連續變化的過程稱作物理碰撞，簡稱碰撞。例如，電子槍發射的高速電子與原子核外電子之間的相互作用。其中，軔致輻射應該是沒有發生碰撞的，所以動能變化是連續的。而，如果電子在原子核外電子電場力的作用下減速后，還具有充足的動能，就會把原子的內層電子碰撞出軌道。碰撞過程的每個電子的各自動能的變化是不連續的。

與相對運動速度方向相平行，通過碰撞分子中心的兩平行線的距離即碰撞參數，也稱瞄準距離。在重離子碰撞中，碰撞參數會影響碰撞產生的粒子多重數和平均橫向動量，是重離子碰撞物理中的一個重要參數。

中能重離子核反應機制研究和熱核性質研究是當前核物理研究的前沿領域之一，有關這方面的研究工作已有較多的積累。將核反應過程中不同碰撞參數下的事件選擇後進行分析研究，不僅僅是分析方法和手段方面的突破，而且是對核物理問題研究本身的深入。確定核反應過程中的碰撞參數，可以區分核反應機制，另外，找到這種確定碰撞參數的方法又需要對核反應機制有比較深入的研究。

在低能重離子核反應中，碰撞參數的不同，核反應過程有不同的方式。在碰撞參數比較大的擦邊碰撞下，核反應過程往往是直接反應過程（包括彈性、准彈、轉移反應及各種交換過程），碰撞參數減小后，彈靶原子核作用時間增大，耗散的能量、角動量比較多，交換的質量和電荷增多，出現了深度非彈性碰撞過程，對於中心或近中心碰撞則會有熔合反應等等。低能核反應過程的一個基本特點就是核反應過程是一個兩體過程，核反應過程中相互作用的主要特徵是平均場。入射炮彈和靶核在同一平面內，同樣出射產物也在這一核反應平面內。核反應過程中，核反應機制與碰撞參數有明顯的對應關係。隨著轟擊能量提高，進入中能區后，核反應機制發生了明顯的變化。首先，核反應過程的實驗現象和低能區有很大的不同。在核反應過程中除發射中子、質子及粒子等輕帶電粒子外，還發射大量的中等質量碎片，在一次核碰撞過程中發射的粒子數目往往很大。發射產物不僅僅在反應平面內，而且有很大的出平面成分。發射粒子的動能可以跨越幾個數量級。這時候，核反應過程中的相互作用由平均場佔據統治地位變為核子一核子碰撞佔據統治地位。核反應機制既與碰撞參數有關，又和轟擊能量、彈靶體系密切相關。此時，需要找出一些和碰撞參數有單調函數關係，同時又對其它反應參量依賴性弱的可觀測量，才能確定碰撞參數。

通過核反應過程中的可觀測量來得到碰撞參數有多種方法。對於束流能量不是很高的情況，可以利用測量線性動量轉移來確定碰撞參數。

在等離子體加工業中經常會用到電負性分子或者由電負性原子構成的分子放電，如等離子體刻蝕、化學氣相沉積以及反應散射表面塗層等，在放電過程中會產生大量的負離子，我們把含有負離子的等離子體稱為電負性等離子體，電負性等離子體鞘層已成為國內外學者們研究的熱點之一。

在某些情況下，比如對於高壓等離子體，碰撞問題是不可忽略的，它會引起鞘層判據和鞘層結構的明顯改變. 其中在2012年，Yasserian和Aslaninejad採用流體模型研究了碰撞電負性等離子體磁鞘的結構，研究發現碰撞和磁場都會使鞘層中電荷分佈出現一個峰值，而負離子的出現會引起這個峰的坍塌。在他們的研究中，採用的離子馬赫數是關於鞘層電負性和負離子溫度的函數，並且只考慮了恆定碰撞頻率下正離子垂直入射鞘層的情況。離子馬赫數取值不同本身就會影響鞘層結構，在討論其他變數對鞘層結構的影響時，離子馬赫數採用的是包含變數的參數還是取固定的值會產生不同的結果。如採用是負離子溫度的函數的離子馬赫數來研究負離子溫度對鞘層中凈電荷分佈的影響，其結果是負離子溫度和離子馬赫數共同的影響。首先在理論分析的基礎上得到了鞘層玻姆判據的表達式，然後討論了離子馬赫數的取值問題對鞘層結構的影響，並討論了在離子馬赫數取固定值時碰撞參數對磁化電負性等離子體鞘層結構的影響，得到的結果對理論和實驗都有一定的價值。

研究結果表明：1）離子馬赫數的取值不同, 對應不同的鞘層結構，因此在研究其他參數對鞘層結構的影響時，離子馬赫數取包含該參數的變數還是取固定的值，會得到不同的結果； 2）碰撞參數通過影響正離子密度分佈而影響鞘層結構；碰撞使鞘層中正離子密度分佈增加，使鞘層中電子密度更快下降到零，而對負離子密度分佈影響不明顯；碰撞使鞘層中凈電荷密度和電勢分佈增加，並使鞘層厚度減小。