背景：相对论R-矩阵理论是目前研究光电离过程的最有效的理论方法。R-矩阵理论的研究前提是要知道靶离子的单电子轨道波函数，而且轨道波函数计算的方法、取的数量等,对于靶态的能态以及后续的光电离截面的研究至关重要。国外在这方面的研究都是利用组态相互作用的方法采用CIV3程序得到的，CIV3程序是Hibbert在1975发表的，本程序的计算精度不高。从大多已发表的文献来看其计算的误差较大。另外在CIV3基础上利用R-矩阵所得到的光电离截面图像非常粗糙。事实上,在整个计算的光子能量范围内，具有非常丰富的截面结构，而且在不同的电离域之间包含有大量的通道，因而导致截面结构非常复杂。而大多数文献只不过给出了一个非常粗糙的图像。另外，光电离截面图上的一个峰，代表了一个初态向Rydberg态的共振跃迁，由此可以计算各高共振态的位置即能量，由于R-矩阵无法判断截面图上一个峰所对应的是哪个共振，因此，对于共振峰也就无法标识。从目前发表的文献来看，R-矩阵理论用于研究碰撞电离的较多，而用于研究光电离的却较少，其原因是在碰撞电离过程中不用考虑选择定则，而在光电离过程中既要选择研究模型还要考虑偶极跃迁选择定则，导致了问题的复杂性。   对于自电离光谱的研究，理论方法很多也已很成熟，但是目前对自电离态的光谱数据需求很大，如自电离能级、跃迁速率、线强度、振子强度、碰撞强度等，而这些数据的计算非常复杂，通常涉及到对不同的高电离原子取不同的形式及不同种类的相互作用，而且要求计算精度非常高。目前多采用的时多组态的Dirac-Fock理论进行计算，但是这方面的计算方法对于输入的组态个数有所限制而导致相互作用考虑不周全，引起计算误差较大，而考虑相对论的多组态扭曲波理论却无这方面的限制。   对于原子或离子的寿命，特别是高激发dberg态的寿命，实验上很难测量，而且这些态常常为现代的量子信息领域所利用。理论上目前使用的方法大都是从头计算的方法，以相对论多组态Dirac-Fock方法为代表，但是，这种方法只能算几个组态的寿命，对对于高激发态的寿命，由于要考虑的组态太多而无法处理，更不能统一研究整个系列。   成果简介：高离化原子的自电离及光电离属于原子与分子物理研究领域的热门研究课题。本项目主要利用相对论R矩阵理论，研究高离化离子的从基态或激发态的光电离过程；利用扭曲波理论研究高离化原子的自电离光谱仪结构及碰撞；利用多通道量子数亏算理论（MQDT）以及最弱束缚电子势模型（WBEPM）理论研究Rydberg系列的能态结构及寿命。本项目在2项省教育厅项目的支持下，完成了对高离化原子的自电离及光电离的研究。发表学术论文25篇，其中SCI收录24篇，论文被引22次。   主要创新：①采用了相对论扭曲波理论精确计算单点子轨道波函数；通过增大计算网点提高了光电离截面的精细度；采用总相移的极值位置标识了共振峰；首次研究了ArIX、TiXI、FeXV、TiXIX、AlV、CaXI、ScXII、CuXX、AlX等离子的光电离过程。②发现了对不同髙离化离子在利用相对论扭曲波理论时选取不同相互作用的原则；首次报道了NbXII、MoXII和KrVII等离子的自电离光谱的研究结果。③利用MQDT参数给出了计算一个Rydberg系列能级寿命的公式；改造了最弱束缚电子势模型中的Martin公式使得计算结果更加精确。首次报道了ZnI、MgIII、SiI、TiI、NiXVIII等原子及离子高Rydberg态结构及寿命。