Wavepacket continuum-discretisation approach is used to calculate excitation, ionization and electron-capture (ec) cross sections for proton collisions with n = 2 states of atomic hydrogen, where n is the principal quantum number. The approach assumes a classical motion for the projectile and is based on the solution of the three-body Schrödinger equation using the two-center expansion of the total scattering wave function. The scattering wave function is expanded in an orthonormal basis set built from negative-energy eigenstates and wavepacket pseudostates representing the continuum of both the target atom and the atom formed by the projectile after capturing the electron. With a sufficiently large basis, due to the strong coupling between channels, the method produces converged cross sections for direct-scattering, ionization and ec processes simultaneously. For the quasi-elastic transitions, where both orbital and magnetic quantum numbers change, the integrated cross section is infinite. Nevertheless, the corresponding transitions probabilities are finite at any given impact parameter, indicating that the angular differential cross sections can be measured. Calculated cross sections for scattering on the metastable 2s state are compared with other theoretical results obtained using atomic-orbital close-coupling and classical-trajectory Monte Carlo approaches. Considerable disagreement with previous calculations has been found for some transitions at various incident energies.
波動関数連続離散化アプローチを用いて、陽子と原子状水素のn＝2状態（ここでnは主量子数）との衝突における励起、イオン化、および電子捕獲（EC）断面積を計算する。このアプローチは、陽子の運動を古典的に仮定し、全散乱波動関数の二中心展開を用いた三体系シュレーディンガー方程式の解法に基づく。散乱波動関数は、負エネルギー固有状態と、標的原子および陽子が電子を捕獲した後に形成される原子の両方の連続状態を表す波動パケット擬状態から構築された正規直交基底セットに展開される。十分に大きな基底を用いることで、チャネル間の強い結合により、直接散乱、イオン化、およびEC過程の断面積が同時に収束する。準弾性遷移（軌道量子数と磁気量子数の両方が変化する遷移）では、積分断面積は無限大となる。それにもかかわらず、対応する遷移確率は任意の衝突パラメータにおいて有限であり、角度微分断面積が測定可能であることを示している。準安定2s状態での散乱について計算された断面積は、原子軌道閉結合および古典軌道モンテカルロ法を用いて得られた他の理論結果と比較される。いくつかの遷移については、様々な入射エネルギーにおいて、従来の計算との間にかなりの不一致が見出された。