Low Temperature Physics: 47, 507 (2021); https://doi.org/10.1063/10.0004975
Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 6 (Июнь 2021), c. 547-569    ( к оглавлению , назад )

Interatomic interaction within a 4He–4He dimer with mobile nuclei

K. A. Chishko

B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine Kharkiv 61103, Ukraine
E-mail: chishko@ilt.kharkov.ua

Received January 22, 2021, published online April 26, 2021

Abstract

Schrödinger equation for system of two mobile spinless nucleus with Z0 = 2 and four electrons (4He2-dimer) has been solved in the framework of exact diagonalization approach. The spectrum has been obtained with basis of 1134 functions built as direct product of one-particle hydrogen-like functions which are solutions of the exactly solved Sturm–Liouville problem. The asymptotic (Van der Waals) behavior of interaction between two 4He atoms in the limit R0 → ∞ has been analyzed and discussed. The contribution to the interaction energy from four electronic spins on the 4He–4He bond has been calculated the exact diagonalization procedure.

Анотація

Рівняння Шредингера для системи з двох ядер (Z0 = 2) та чотирьох електронів (димер 4He2) розв’язане в межах методу точної діагоналізації. Знайдено спектр зв’язаних станів димеру в базисі з 1134 функцій, побудованих як прямий добуток одночастинкових воднеподібних функцій, які є продуктом відомої точно вирішуваної задачі Штурма–Ліувілля. Проаналізовано асимптотичний (ван-дер-ваальсівський) характер взаємодії двох атомів гелію у граничному випадку, коли відстань між ядрами R0 → ∞. За допомогою процедури точної діагоналізації розраховано внесок в енергію взаємодії від системи чотирьох електронних спінів на зв’язку 4He–4He.

Key words: He–He interatomic interaction, relativistic corrections, spin-spin interaction.