МЕТАСТАБИЛЬНЫЙ КЛАСТЕР ГЕЛИЯ { He}^{\vphantom{\int}*}₄
Елесин В.Ф., Дегтяренко Н.Н., Матвеев Н.В., Подливаев А.И., Опенов Л.А.

Received: January 27, 2005

PACS: 31.10.+z, 31.30.Jv, 36.40.-c

DJVU (519.7K)

PDF (750K)

Предсказано существование метастабильного кластера He₄^* с полным спином S=2, состоящего из двух ковалентно-связанных возбужденных спин-поляризованных триплетных молекул He₂^* и имеющего прямоугольную форму. Первопринципными методами рассчитаны электронные волновые функции, зависимость энергии системы He₄^* от расстояния между триплетными молекулами He₂^*, межатомные расстояния, спектр частот собственных колебаний кластера и другие характеристики. Показано, что метастабильное состояние формируется, если одна из возбужденных молекул He₂^* находится в состоянии ³Σ_u⁺, а другая - в состоянии ³Π_g. Вычислено радиационное время жизни метастабильного кластера He₄^*, которое оказалось равным τ=100-200 с, что существенно больше времени жизни с триплетной молекулы He₂^* (³Σ_u⁺). Определена высота потенциального барьера эВ, препятствующего уходу из локального минимума энергии. Рассчитана запасаемая в кластере He₄^* энергия эВ/атом, что значительно превосходит энергию известных химических энергоносителей. Показано, что запасаемая энергия выделяется практически полностью при делении кластера He₄^* на отдельные атомы гелия. Это говорит о перспективности использования кластеров гелия в качестве материала с высокой плотностью запасаемой энергии (HEDM).