ISSN:
0392-6737
Keywords:
Atomic multiphoton processes
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Physics
Description / Table of Contents:
Riassunto Si presenta un trattamento teorico, al prim'ordine nella dinamica della collisione, per analizzare il ruolo della polarizzazione del campo elettrico nelle collisioni atomiche in presenza di un laser non risonante. Sono presentate espressioni generali per calcolare le modifiche dello spettro e le funzioni d'onda per un livellon qualsiasi di atomi idrogenoidi in presenza di un laser, linearmente o circolarmente polarizzato. Sono riportati calcoli numerici per eccitazione di atomi di idrogeno allo staton=2 per collisione con elettroni. Le due polarizzazioni danno notevoli differenze i) nelle modifiche dello specttro atomico, ii) nella struttura delle sezioni d'urto e iii) neirisultati numerici. In particolare, solo nel caso di laser linearmente polarizzato la distribuzione degli elettroni diffusi ad un fissato angolo ha una struttura di linee egulmente spaziate, ma di differente altezza. (La spaziatura tra le linee è uguale all'energia di un fotone laser ℏw e la loro altezza dipende dal numero di elettroni che dopo la collisione hanno una data energia.) Per il caso di laser circolarmente polarizzato lo spettro non ha tale struttura regolare. Poichè tra i processi di collisione in presenza di un campo laser al momento sono piú facilmente osservabili gli spettri guadagno-perdita di energia, si ritiene che i risultati riportati possano essere di stimolo per nuovi esperimenti in questa nuova classe di collisioni atomiche. Nelle linee essenziali si riporta anche la teoria per il caso di laser risonante conn-fotoni.
Abstract:
Резюме Предлагается теоретическое рассмотрение, в первом порядке, процесса соударения электронов с атомами в присутствии нерезонансного поляризованного лазерного излучения. Приводятся общие выражения для вычисления модифицированного спектра и волновых функций для уровня атомного водорода с произвольнымn в присутствии лазерного поля, которое может быть линеино или цирклулярно поляризовано. Проводятся вычисления воздуждения атомов водорода на уровеньn=2 при соударении с электроном. Обнаружено, что указанные две поляризации дают большие различия: 1) в изменениях атомных спектров, 2) в структуре поперечных сечений и 3) в численных результатах. В частности, только для линейной поляризации электрическое распределение рассеяных на фиксированный угол электронов имеет структуру последовательности равноотстоящих линий с разными высотами. (Интервал между линиями равен энергии лазерного фотона ℏω, а высота линии определяется числом электронов с заданной энергией.) Для циркулярной поляризации не предсказывается такое регулярное поведение в спектре. Так как энергетические спектры рассеяных электронов, в процессах соударения частиц с атомами в присутствии лазерного излучения, могут быть легко измерены, то полученные результаты могут служить стимулом для новых исследований нового класса атомных соударений. Предлагается также теория для многофотонного резонансного случая.
Notes:
Summary A theoretical treatment, of first order in the collision dynamics, is presented to analyse the role of electric polarization in offresonance laser-assisted atomic collisions. General expressions are presented for evaluating the modified spectrum and wave functions for anyn level of hydrogenic atoms in the presence of a laser, taken to be linearly and circularly polarized. Specific calculations are carried out for excitation of hydrogen atoms to the leveln=2 by electron impact. The two polarizations are found to yield large differences i) in the atomic-spectrum modifications, ii) in the structure of the cross-sections and iii) in the numerical results. In particular, only for linear polarization, the distribution in energy of the scattered electrons at a fixed scattering angle has the structure of a series of equally spaced lines of different height (the spacing being equal to the laser photon energy ℏw and the height of the line accounting for the number of final electrons with a given energy). For circular polarization no such a regular pattern is predicted. Since, among laser-assisted particle-atom collisions, at present energy gain-loss spectra of scattered electrons are most easily observed, it is hoped that the reported results may serve as a stimulus for new observations in this new class of atomic collisions. The theory to treat the multiphoton resonance case is outlined too.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02451873
Permalink
