На конференции «Оптика Лазеров», которая прошла в Санкт-Петербурге, был представлен доклад «Ионизация микрообъектов малоцикловыми и униполярными импульсами излучения». Физики СПбГУ рассказали о некоторых результатах научного проекта «Одноцикловый, субцикловый и униполярный свет: получение и применения» (грант РНФ 21-72-10028).
В рамках исследования были изучены возбуждение и ионизация различных квантовых систем, возбуждаемых малоцикловыми и полупериодными аттосекундными импульсами, длительность которых короче «кеплеровского орбитального периода» электрона в основном состоянии. В этом случае униполярные полуцикловые импульсы в виду однонаправленного воздействия на квантовые системы способны более быстро и эффективно возбуждать квантовые системы по сравнению с обычными биполярными многоцикловыми импульсами. «Традиционные представления, основанные на туннельной ионизации Келдыша, при воздействии на микрообъекты униполярных полупериодных импульсов такой малой длительности, становятся неприменимы, — пояснил руководитель проекта Ростислав Архипов. — И физика взаимодействия таких импульсов с квантовыми системами становится иной. Ведущую роль во взаимодействии играет уже электрическая площадь импульса (интеграл от напряженности электрического поля по времени). Для обычных многоцикловых импульсов электрическая площадь всегда близка к нулю».
Для оценки степени эффективности воздействия предельно коротких униполярных и квазиуниполярных импульсов на различные квантовые системы ученые предлагают ввести и использовать новую физическую величину — «атомную меру площади», которая равна отношению постоянной Планка к характерному «размеру» квантовой системы и электрическому заряду квантовой частицы. В этом случае, как показывают физики, вероятность возбуждения и ионизации квантовых систем должна определяться отношением электрической площади импульса к ее атомной мере, а не энергией импульса.
Исследования, результаты которых представлены в докладе, проведены коллективом: Н. Н. Розанов, Д. В. Тумаков, М. В. Архипов, А. В. Пахомов, Р. М. Архипов. Подробнее с результатами работы можно познакомиться в научных статьях:
- Архипов Р. М., Архипов М. В., Пахомов А. В., Розанов Н. Н. Атомная мера электрической площади униполярного светового импульса // Письма в ЖЭТФ. 2021. Т. 114, вып. 3. С. 156–159.
- Rosanov N., Tumakov D., Arkhipov M., Arkhipov R. Criterion for the yield of micro-object ionization driven by few-and subcycle radiation pulses with nonzero electric area // Physical Review A. 2021. 104 (6), 063101.
- Pakhomov A., Arkhipov M., Rosanov N., Arkhipov R. Ultrafast control of vibrational states of polar molecules with subcycle unipolar pulses // Physical Review A. 2022. 43103 (4), 043103.