近物所原子分子动力学研究组的科研人员，利用320kV综合研究平台提供的高电荷态He²⁺离子束与He靶的相互作用，借助自主研制的反应显微成像谱仪，研究散射离子在散射探测器平面上的分布取得新进展。

实验中，科研人员分别利用离子源提供的40 keV 、70 keV 的He²⁺离子束与He靶进行碰撞，测量了碰撞反应后各碎片的位置和飞行时间信息，进而还原出散射离子的动量分布。实验发现，对于He²⁺+He (1s²)→He⁺ (1s) + He⁺ (1s)反应通道，散射离子在散射探测器平面上的分布具有夫琅禾费衍射图案的特征，即散射离子在该平面上呈现出一系列明暗相间、等间距的同心圆环条纹。通过与光的夫琅禾费圆孔衍射现象进行类比，发现散射离子的分布可以用入射离子的物质波在靶原子上发生衍射来解释。科研人员分别利用分子库伦过垒模型和两态模型计算出该反应的衍射圆孔半径，进而得出衍射条纹间距和各条纹位置。通过与实验结果的比较，发现两态模型能够很好地估算出圆孔半径，对于入射能为40keV的反应，圆孔半径的相对误差仅为 0.88%；实验和理论结果均表明，入射能在40 keV～70 keV范围内时，圆孔半径几乎不随入射能改变。

研究结果在Journal of Physics B: At. Mol. Opt. Phys.45 025202(2012) 发表。

文章链接：http://iopscience.iop.org/0953-4075/45/2/025202

散射离子的角分布图