Кулоновское возбуждение атома экранированным ионом

Неупругие столкновения атомов с экранированными ионами обладают по сравнению со случаем возбуждения голыми ядрами рядом особенностей. В рамках обычной теории возмущений экранирование налетающего иона (заряд его ядра $Z$, число собственных электронов $N$, параметр экранирования $\lambda$) сводится эффективно к зависимости его заряда от передаваемого электрону мишени импульса ${Zq=Z[1-\nu/(1+q^{2}\lambda^{2})]}$, где ${\nu= N/Z}$. Это влечет за собой следующее: 1)  меняются зависимости вероятностей ионизации и возбуждения от прицельного параметра и относительной скорости столкновения, 2)  меняется спектральное распределение выбиваемых электронов, 3)  формула Бете для эффективного торможения в случае экранированного иона заменяется на ${\varkappa\approx(1-\nu+\nu^{2}/2)\varkappa_{\text{Бете}}}$, и т. д. В работе аналитически вычислен оператор временно́й эволюции в низшем порядке теории внезапных возмущений, что позволяет исследовать возбуждение мишеней быстрыми многозарядными ионами и указать границы применимости обычной теории возмущений по величине взаимодействия. Проведен детальный анализ закономерностей в вероятностях и сечениях переходов на примере ионизации и возбуждения легкого водородоподобного атома. Отношения сечений при разных $\nu$ к соответствующим значениям в случае ${\nu=0}$ при больших энергиях являются монотонными, слабо зависят от скорости и определяются в основном величиной $\nu$ и относительным размером налетающего иона.