Содержание к диссертации
Введение. 5
Глава 1. Современное состояние теоретических и экспериментальных исследований проблемы
перекрывающихся резонансов.
1. 1 Перекрывающиеся состояния квантовых систем. Понятие 7 «одетых» состояний и возможность наблюдения и создания перекрывания состояний в континуумах атомов. Управление формой структур в континууме: параметры задачи. Обзор литературы, посвященной проблеме перекрывающихся резонансов.
1.2 Основные результаты экспериментальных и теоретических исследований характеристик атомов с помощью полей различной поляризации.
1.3 Основные положения метода неэрмитового эффективного гамильтониана для задач взаимодействия лазерного излучения с атомами с участием континуума атома.
1.3.1 Формализм метода неэрмитового эффективного 19 гамильтониана в приближении вращающейся волны (ПВВ).
Основные допущения. Сечения фотопоглощения.
1.3.2 Поведение собственных комплексных значений матрицы эффективного гамильтониана для двух квазистационарных состояний, связанных лазерным полем. Двойные полюса S матрщы.
1.3.3 Описание метода расчета угловых распределений фотоэлектронов при распаде перекрывающихся резонансов в
континууме атома в рамках метода эффективного гамильтониана и приближения вращающейся волны.
Глава 2. Возбуждение и распад перекрывающихся атомных резонансов в лазерных полях разной поляризации. Системы с разным числом подуровней: атомы гелия и ксенона.
2.1 Применение метода неэрмитового эффективного гамильтониана к системе АИС, связанных полем произвольной поляризации. Анализ связи на примере 2s2 S -» 2s2plP и 252р!Р «-» 2s3d D уровней атома гелия.
2.2 Условия существования унитарных преобразований, приводящих матрицы эффективного гамильтониана к простому виду, и их примеры. Влияние индуцированной ширины. Полюса
S- матрицы и их связь со спектром состояний системы «атом + сильное поле».
2.3 Формулы для сечения фотоионизации в области АИС, резонансно связанного с другим АИС.
2.4 Результаты расчетов сечения фотоионизации и его зависимость от характеристик (интенсивностей, частот, поляризаций, направлений распространения) полей.
2.5 Угловые распределения фотоэлектронов и их зависимость от характеристик полей.
2.6 Перекрывание АИС и ЛИР, индуцированного на дискретном состоянии, на фоне широкого АИС в атоме ксенона.
Глава 3. Варьирование поляризации излучений как метод выбора схемы связи состояний атома. Перекрывание лазерно индуцированных резонансов в атоме водорода.
3.1 Применение метода эффективного гамильтониана к системе ЛИР, индуцированных циркулярно поляризованным полем на 2s и 5/ состояниях атома водорода.
3.2 Сечение фотоионизации в области ЛИР и его зависимость от характеристик (интенсивностей и частот полей), для некоторых вариантов их поляризации.
3.2.1 Сечение фотоионизации для схемы 1: Поле a Y право поляризовано, поле а 2 - лево.
3.2.2 Сечение фотоионизации для схемы 2: Поля лево поляризованы.
3.3 Угловые распределения фотоэлектронов и их зависимость от характеристик полей.
Глава 4. Обсуждение результатов. Возможность экспериментальной проверки некоторых положений и выводов.
Заключение. 91
Приложение 1. Параметризация Фано для профиляизолированного резонанса.
Приложение 2. Переход от системы интегро-дифференциальных уравнений к матриц эффективного гамильтониана.
Приложение 3. Параметрические выражения для сечения фотоионизации в атоме водорода.
Приложение 4. Унитарное преобразование МНЭГ для пяти связанных уровней (27).
Приложение 5. Сечение ионизации произвольно 1поляризованным пробным полем в области 2s2pxP состояния, связанного лазерным полем, также произвольно поляризованным, с 2s3d D состоянием.
Список литературы. 104
Введение к работе
В последние годы большой интерес вызывают исследования, в которых с помощью лазерного излучения модифицируется непрерывный спектр атома. Например, на фоне гладкого континуума формируется структура, проявляющая все свойства квазистационарного состояния (резонанса). Тем самым создается нелинейная среда - новая квазистационарная система «атом + сильное поле» с определенными, возможно «запланированными» с учетом выбранной поляризации и частоты лазерного поля характеристиками среды.
В различных областях ядерной, атомной физики, физики элементарных частиц остается актуальной фундаментальная проблема теоретического описания и интерпретации наблюдаемых в эксперименте сложных структур, сформированных с участием близко расположенных (перекрывающихся) резонансов. В изолированных атомах и ядрах нет параметров, с помощью которых можно было бы управлять процессом формирования и распада таких структур и изучать особенности интерференции перекрывающихся резонансов в динамике.
С использованием лазерного излучения различной поляризации в настоящее время оказывается возможным формировать сложные структуры перекрывающихся резонансов в континуумах атомах. Варьируя интенсивность лазерных полей, оказывается возможным управлять формой таких структур, наблюдать динамику интерференции, а также исследовать характеристики возбуждения и распада перекрывающихся резонансов, зондируя область континуума с помощью пробного излучения различной поляризации. В связи с вводом в эксплуатацию новых экспериментальных установок с использованием лазеров на свободных электронах, особую актуальность приобретают конкретные оценки характеристик новых квантовых систем «атом + сильное поле» с учетом структуры реальных атомов и конкретных схем переходов. Таких оценок в литературе мало.
Поляризация излучения, взаимодействующего с атомом, может служить инструментом исследования структуры атомов, В экспериментальной физике существует целое направление - так называемая поляризационная спектроскопия. Первоначально термин «поляризационная спектроскопия» появился в исследованиях спектроскопических характеристик дискретных состояний, однако сейчас он включает в себя и исследования свойств и структуры континуума атома.
Целью настоящей диссертации является создание формализма для описания взаимодействия атомов с лазерными и пробным полями разной поляризации (и распространяющимися под разными углами), и проведение расчетов количественных характеристик новых эффектов, проявляющихся при возбуждении и распаде перекрывающихся квазистационарных структур разной природы в континуумах конкретных атомов.