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    Hartree-Fock-Roothaan-Rechnungen für Vielelektronen-Atome in Neutronenstern-Magnetfeldern
    (2007) Engel, Dirk; Wunner, Günter (Prof. Dr.)
    Die Interpretation thermischer Neutronensternspektren erfordert umfangreiche Datenbestände atomarer Dipolübergänge in intensiven Magnetfeldern. Zu diesem Zweck wird in der vorliegenden Arbeit die neue HFFER-Methode zur schnellen Berechnung der Wellenfunktionen, Energien und Oszillatorstärken von Atomen und Ionen mittlerer Kernladungszahl Z in Neutronenstern-Magnetfeldern B>10^7 T entwickelt. Das gekoppelte System der Hartree-Fock-Gleichungen wird selbstkonsistent mit longitudinalen Wellenfunktionen und transversalen Amplituden der Landau-Zustände bis n=7 gelöst. Bei dem präsentierten Ab-initio-Verfahren werden die transversalen Landau-Amplituden durch Lösung der Hartree-Fock-Roothaan-Gleichungen für jedes Elektron berechnet. Die longitudinalen Wellenfunktionen ergeben sich aus dem System der eindimensionalen Hartree-Fock-Gleichungen, die mithilfe der Finiten-Elemente-Methode in einer geeigneten B-Spline-Basis gelöst werden. Alle Algorithmen lassen sich sehr effizient parallelisiert auf einem Computercluster implementieren. Typischerweise benötigt die Berechnung eines Eisen-Grundzustands mit N=26 Elektronen auf p=N=26 Cluster-Prozessoren eine Laufzeit von unter 500 Sekunden. Die Arbeit präsentiert numerische Rechnungen für Grundzustände und verschiedene angeregte Zustände von Atomen und Ionen mit Kernladungszahlen Z=2,...,26 und N=2,...,26 Elektronen. Soweit möglich, werden die Ergebnisse einerseits mit früheren adiabatischen Rechnungen und andererseits mit neueren Quanten-Monte-Carlo-Simulationen verglichen.