A calculation is made of the total cross section for charge-exchange reactions of the type H+ + H(ls) → H + H+. Within the framework of first-order perturbation theory an exact summation over all bound states of the final atom has been performed; thus the cross section calculated is that for charge exchange to occur, irrespective of the state of the final neutral atom.Of interest is the fact that we can extract from this result the cross section σ(≥N) for forming excited states with principal quantum number ≥N. It is found that this cross section shows a marked resonance in the vicinity of ħ υ/e2 ≈ 1 where υ is the speed of the incoming ion relative to the initial atom. The magnitude of this cross section at resonance is approximately 32/N2 times the geometric cross section of the ground-state hydrogen atom.This result could be of considerable significance for the design and interpretation of experiments in which highly excited neutral atoms are injected into magnetic-mirror devices.
H+ + H(ls) → H + H+ 型の電荷交換反応の全断面積の計算が行われる。一次摂動論の枠組み内で、最終原子のすべての束縛状態にわたる厳密な総和が実行されている。したがって、計算された断面積は、最終的な中性原子の状態に関係なく、電荷交換が起こるための断面積である。興味深いことに、この結果から、主量子数が ≥N である励起状態を形成するための断面積 σ(≥N) を抽出できる。この断面積は、ħ υ/e2 ≈ 1 の近傍で顕著な共鳴を示すことが見出される。ここで、υ は初期原子に対する入射イオンの速度である。共鳴におけるこの断面積の大きさは、基底状態の水素原子の幾何学的断面積の約 32/N2 倍である。この結果は、高励起中性原子が磁気ミラー装置に注入される実験の設計と解釈にとって、かなりの重要性を持ち得る。