Розробка квантово-механічного методу опису характеристик рідбергівських атомів у сталому і змінному електричних полях. Моделювання енергій лужних атомів, ширин штарківських резонансів, ймовірностей іонізації з виявленням елементів квантового хаосу.
Аннотация к работе
ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. І.І. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана в Одеському державному екологічному університеті Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: Хецеліус Ольга Юріївна, кандидат фізико-математичних наук, доцент, Одеський державний екологічний університет, доцент кафедри вищої та прикладної математики. Офіційні опоненти: Михайленко Віталій Іванович, доктор фізико-математичних наук, професор, Одеська національна морська академія, завідувач кафедрою фізики та хімії; Зеленцова Тетяна Миколаївна, доктор технічних наук, професор, Одеський національний політехнічний університет, професор кафедри теоретичної та експериментальної ядерної фізики. Захист відбудеться "19" червня 2009р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.051.01 в Одеському національному університеті ім.Особливий інтерес до вивчення властивостей РА виник завдяки успіхам лазерної спектроскопії, яка дозволила вивчати у лабораторних умовах атоми з n~300, і радіоастрономії, тому як у міжзоряних хмарах знайдені лінії поглинення між рідбергівськими станами з n~300-700 [1-10]. Спостерігаємий в останні роки значний прогрес у розвитку експериментальних методів дослідження, зокрема, використання магнітно-оптичних пасток (з отриманням одиничних РА), джерел синхротронного випромінювання, beam-foil спектроскопії тощо дозволив зробити цілий ряд відкриттів (більшість з яких удостоєна нобелівських премій), зокрема, відкриття рідбергівської матерії, отримання бозе-конденсату у парах РА лужних елементів, отримання фонтанів холодних РА, нові види інтерферометрії та інші, і все з більш високою точністю вивчати характеристики РА з виходом у принципово нові галузі фундаментальних задач таких як вивчення часових варіацій сталої тонкої структури, виявлення ефектів незберігання парності у атомно-ядерних системах, використання Штарк-ефекту для визначення анапольного ядерного моменту, зясування феномену квантового хаосу в рідбергівських атомних системах у сильних зовнішніх полях [1-15]. Між тим, не дивлячись на достатньо значну кількість теоретичних методів опису та розрахунку характеристик та динаміки атомів у полі (включаючи такі загальновідомі методи як метод квазіенергетичних станів (КЕС), стандартний формалізм теорії збурень (ТЗ), квазікласичні й класичні методи та інші, зорієнтовані, взагалі кажучи, на атом H і слабкі зовнішні поля), більшість з них не спроможні адекватно, з прийнятною для різноманітних застосувань точністю описати характеристики багатоелектронних РА у сильних електромагнітних полях [1-21]. Дослідження, які виконані у роботі, увійшли до планів науково-дослідних робіт НДР (1998-2008): держбюджетні НДР теми Одеського державного екологічного університету: "Квантово-механічні методи розрахунку атомно-молекулярних систем у зовнішніх електричному і лазерному полях. в якості застосування і з метою отримання нової спектроскопічної інформації про поведінку РА у полі провести розрахунок енергій та ширин штарківських резонансів у лужних атомах, зокрема, атомах Li, Na, K, Rb, Cs при різних напруженостях електричного поля;Добре відомо, що широке використання таких стандартних методів квантової механіки атомів як метод КЕС, стандартний формалізм ТЗ по потенціалу електричного (або електромагнітного) поля, різні версії квазікласичних й класичних методів, метод асимптотичних фаз та інші, зорієнтовані, взагалі кажучи, на атом водню і слабкі зовнішні поля, дозволило отримати більш менш докладну інформацію стосовно основних характеристик атомів у слабких зовнішніх полях, але у випадку сильних полів більшість з них не спроможні адекватно, з прийнятною для різноманітних застосувань точністю описати атомні характеристики (для РА ситуація є досить критичною). У другому розділі роботи викладається новий квантово-механічний підхід до розрахунку енергетичних характеристик атомів в зовнішньому постійному електричному полі (DC ефект Штарку) довільної сили, що базується на операторній ТЗ Глушкова-Іванова і нерелятивістському одно-канальному методі КД (Рідберга-Сітона), і в його межах запропонована нова процедура розрахунку інтенсівностей штарківських компонент, що дозволяють визначати вперше з високою точністю основні характеристики РА у сильному полі. Згідно з формалізмом операторної ТЗ однорідне електричне поле e0 замінюється полем, що описується деякою функцією e(t; t)(тут змінна t означає аргумент функцій, загальний для всієї системи рівнянь) з достатньо великим параметром t (t =1.5 t2; t2 - друга зворотна точка), такою що e(t) практично співпадає із сталою e0 у внутрішній барєрній області руху електрону (тобто при t<t2) і зникає при t" t2. Всі стани електрона в атомі у полі класифікуються стандартним набором квантових чисел: n, n1, n2 m (головне квантове число, параболічні числа, азимутальне квантове число).