多極躍遷是指原子或離子從一個(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)時(shí)，發(fā)射或吸收的電磁輻射具有多極矩的情況。多極矩是一種描述電荷或電流分布的物理量，它可以分為電多極矩和磁多極矩。電多極矩包括電偶極矩、電四極矩、電八極矩等，而磁多極矩包括磁偶極矩、磁四極矩、磁八極矩等。

根據(jù)量子力學(xué)的選擇定則，不同類型的多極躍遷有不同的光譜線強(qiáng)度和選擇定則。例如，電偶極躍遷（E1）是最常見的一種躍遷，它要求能級(jí)之間的總角動(dòng)量改變?yōu)?，而電荷宇稱不變；而磁偶極躍遷（M1）要求能級(jí)之間的總角動(dòng)量改變?yōu)?或1，而電荷宇稱不變；而電四極躍遷（E2）要求能級(jí)之間的總角動(dòng)量改變?yōu)?、1或2，而電荷宇稱改變。

超新星遺跡是指恒星在其生命周期末期發(fā)生劇烈爆發(fā)后留下的氣體和塵埃云。這些爆發(fā)可以產(chǎn)生巨大的能量和輻射，同時(shí)也可以合成一些重元素，如金、鉑等。超新星遺跡中的物質(zhì)會(huì)隨著時(shí)間逐漸冷卻和膨脹，形成不同階段的光譜特征。其中一種特殊的超新星遺跡是由雙中子星合并產(chǎn)生的，它被稱為千新星。千新星可以同時(shí)產(chǎn)生引力波和電磁波信號(hào)，為我們探索宇宙中重元素的起源提供了重要線索。(www.ws46.cOm)

那么，錫二價(jià)離子和千新星有什么關(guān)系呢？錫二價(jià)離子是指錫原子失去一個(gè)電子后形成的離子，它有50個(gè)質(zhì)子和50個(gè)電子。錫是一種中等質(zhì)量的元素，它可以通過R過程（快速中子俘獲過程）在超新星遺跡中合成。R過程是指原子核在高密度和高溫下快速吸收大量中子而形成更重的核素的過程。R過程可以產(chǎn)生一些穩(wěn)定或放射性的重元素，如鈾、釷等。

錫二價(jià)離子在超新星遺跡中可以發(fā)生多種類型的多極躍遷，其中一些是禁止躍遷，即在低密度和低溫下發(fā)生的概率很小的躍遷。禁止躍遷的特點(diǎn)是它們的壽命很長，因此它們可以在超新星遺跡中累積輻射，形成一些特殊的光譜線。這些光譜線可以幫助我們識(shí)別超新星遺跡中的元素組成和物理?xiàng)l件。

發(fā)表在歐洲物理學(xué)雜志的一篇論文使用了一種先進(jìn)的計(jì)算方法，結(jié)合了線性化耦合簇（LCC）和組態(tài)相互作用（CI）的技術(shù)，來計(jì)算錫二價(jià)離子的能級(jí)和多極躍遷概率。LCC是一種處理強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系的方法，它可以考慮電子之間的相互作用和相關(guān)效應(yīng)。CI是一種構(gòu)造原子或分子波函數(shù)的方法，它可以考慮不同電子組態(tài)之間的混合和耦合。作者使用了LCC來計(jì)算錫二價(jià)離子的基態(tài)和低激發(fā)態(tài)的波函數(shù)，然后使用CI來計(jì)算高激發(fā)態(tài)的波函數(shù)。這樣，他們可以得到錫二價(jià)離子的能級(jí)和多極躍遷概率的精確值，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

他們發(fā)現(xiàn)，他們的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)非常吻合，證明了他們的方法的有效性和可靠性。研究人員使用了他們計(jì)算得到的多極躍遷概率，來分析AT2017gfo超新星遺跡的發(fā)射光譜。AT2017gfo是在2017年8月17日被觀測到的一次千新星事件，它與引力波信號(hào)GW170817有關(guān)。這次事件被認(rèn)為是由雙中子星合并產(chǎn)生的，它為我們研究重元素起源提供了寶貴的信息。

研究人員使用了一種輻射轉(zhuǎn)移模型，來模擬AT2017gfo超新星遺跡的發(fā)射光譜。輻射轉(zhuǎn)移模型是一種描述光在物質(zhì)中傳播和吸收的物理模型，它可以考慮物質(zhì)的溫度、密度、組成和幾何形狀等因素。他們使用了一種球?qū)ΨQ的輻射轉(zhuǎn)移模型，假設(shè)超新星遺跡由兩個(gè)不同的物質(zhì)層組成：一個(gè)是由輕元素（如氫、氦等）構(gòu)成的外層，一個(gè)是由重元素（如錫、金等）構(gòu)成的內(nèi)層。研究人員使用了他們計(jì)算得到的錫二價(jià)離子的多極躍遷概率，來計(jì)算內(nèi)層中錫二價(jià)離子的發(fā)射光譜，并與觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

研究人員發(fā)現(xiàn)，他們的模型可以很好地?cái)M合AT2017gfo超新星遺跡在第4天和第7天的發(fā)射光譜，特別是在可見光和近紅外波段。他們發(fā)現(xiàn)，錫二價(jià)離子在超新星遺跡中有很強(qiáng)的貢獻(xiàn)，特別是一些禁止躍遷，如E2和M1躍遷。他們估計(jì)，超新星遺跡中錫二價(jià)離子的質(zhì)量約為0.01太陽質(zhì)量，占總重元素質(zhì)量的10%左右。他們還發(fā)現(xiàn)，超新星遺跡中錫二價(jià)離子的溫度約為5000 K，而密度約為10-12 g/cm3。這些參數(shù)與之前的研究結(jié)果相一致。

他們的研究表明，錫二價(jià)離子是一種重要的光譜診斷工具，可以用來探測超新星遺跡中的重元素和物理?xiàng)l件。他們建議，在未來的觀測中，應(yīng)該更加關(guān)注錫二價(jià)離子的多極躍遷線，并使用更精確的原子數(shù)據(jù)來分析它們。他們認(rèn)為，這樣可以提高我們對超新星遺跡和重元素起源的理解和認(rèn)識(shí)。