Текст уведомления здесь

В Институте ядерной физики предсказали ионизацию сверхохлажденного рубидия

Российские физики провели теоретические расчеты скорости ионизации лазером охлажденного почти до абсолютного нуля облака атомов, а их германские коллеги подтвердили эти предсказания экспериментально.
Добавить в закладки
Комментарии

Точные теоретические оценки и предсказания скорости ионизации частиц до сих пор остаются за пределами наших возможностей. Они удаются лишь для особых условий — и такую работу проделали в НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ. Расчеты теоретиков блестяще подтвердились в экспериментах с фемтосекундным лазером, поставленных учеными из Германии. Результаты совместной работы опубликованы в первом номере Communications Physics, нового журнала издательского дома Springer Nature.

Воздействие на атомы и молекулы достаточно мощных лазерных импульсов заставляет их терять один или несколько электронов и превращаться в заряженные ионы. Оценить и предсказать скорость этой ионизации невероятно сложно — эта задача требует квантово-механических расчетов, учитывающих особенности конкретных частиц, и в общем случае не имеет аналитического решения, так что физики вынуждены прибегать для этого к упрощениям и аппроксимациям.

Однако существуют и особые условия, в которых такие расчеты вполне возможны, — например, если производить ионизацию в сильном поле, воздействуя сверхкороткими и высокоэнергетическими лазерными импульсами на облако атомов рубидия, охлажденных до почти абсолютного нуля. Такие эксперименты позволяют замерить количество оставшихся нейтральных атомов, сравнить теоретические предсказания с данными наблюдений и проверить существующие модели и формулы.

Теоретическую часть новой работы выполнили ведущий научный сотрудник лаборатории физики наноструктур и радиационных эффектов НИИЯФ МГУ Николай Кабачник и его коллега из испанского научного фонда Ikerbasque Андрей Казанский. Эксперименты с атомами рубидия-87, охлажденными в «оптической ловушке» до 100 нК, проводили Филипп Вессельс (Philipp Wessels) и команда из Гамбургского университета. Они ионизировали атомы в сильном поле импульсов фемтосекундного лазера, с силой потока от 1011 до 4*1013 Вт/см2.

Авторы отмечают, что экспериментальные данные по скорости ионизации прекрасно согласуются с теоретическими расчетами. В частности, показано, что электроны переходят на новый энергетический уровень медленнее, чем происходят колебания светового поля лазера, что позволяет атомам сверхохлажденного рубидия поглощать одновременно несколько фотонов с разной длиной волны.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы