Рассмотрен процесс двухфотонного излучения (Ze)* → (Ze) + 2γ водородоподобного атома c учетом спиновых состояний электрона и поляризации фотонов, что ранее не принималось во внимание. Получено общее выражение для вероятности процесса в единицу времени для различных состояний поляризации фотонов с формулировкой «жестких» и «мягких» правил отбора по квантовым числам m, l. Показано, что в силу установленной специфики свойств процесса двухфотонного излучения (отсутствие эффекта Зеемана, зависимость вероятности от состояний поляризации фотонов) он в принципе может быть идентифицирован на фоне однофотонного (Ze)* → (Ze) + γ, несмотря на наличие дополнительных малых факторов: 1) α = e²/ћc ≈ 1/137 теории возмущений по e и 2) квадрата «атомного» параметра разложения (Zα)² в выражении вероятности.
Рассмотрен процесс двухфотонного излучения (Ze)* → (Ze) + 2γ водородоподобного атома c учетом спиновых состояний электрона и поляризации фотонов, что ранее не принималось во внимание. Получено общее выражение для вероятности процесса в единицу времени для различных состояний поляризации фотонов с формулировкой «жестких» и «мягких» правил отбора по квантовым числам m, l. Показано, что в силу установленной специфики свойств процесса двухфотонного излучения (отсутствие эффекта Зеемана, зависимость вероятности от состояний поляризации фотонов) он в принципе может быть идентифицирован на фоне однофотонного (Ze)* → (Ze) + γ, несмотря на наличие дополнительных малых факторов: 1) α = e²/ћc ≈ 1/137 теории возмущений по e и 2) квадрата «атомного» параметра разложения (Zα)² в выражении вероятности.
Рассмотрено неупругое рассеяние фотона связанным электроном водородоподобного атома с получением выражения сечения этого процесса, который может происходить как без, так и с изменением энергии фотона за счет атомных переходов. В рамках стандартной диаграммной техники с пропагатором свободного электрона получены общие выражения для амплитуды и сечения процесса. Приводится аргументация правомочности использования этого представления пропагатора при расчете амплитуды в поле ядра. Как сопутствующий результат, в основном приближении по малому «атомному» параметру разложения (Zα) << 1, α = e² / ћc, найдено также выражение матрицы плотности электрона в поле ядра. Показано, что в реальной ситуации при температурах Т << mₑ равновесного поля излучения этим процессом можно пренебречь по сравнению со спонтанным излучением водородоподобного атома, несмотря на меньшую степень параметра (Zα) в его амплитуде. Насколько нам известно, в такой постановке этот достаточно важный вопрос в литературе не обсуждался.
ВЛИЯНИЕ СЖИМАЕМОСТИ НА ПРОЦЕСС АННИГИЛЯЦИИ С использованием ренормализационной группы в теории возмущений изучено влияние случайного поля скорости на кинетику реакции однотипной аннигиляции в случае критической размерности dc = 2 и ниже ее.Переносимое поле скорости моделируется самоподобной в пространстве гауссовой переменной с конечным радиусом корреляции по времени (модель Антонова-Крейчнана). Учитывается эффект сжимаемости поля скоростей и анализируется модель вблизи ее критической размерности с помощью трехпараметрического разложения по ϵ, ∆, η.Здесь ϵ -отклонение от колмогоровского масштаба, ∆отклонение от критической размерности пространства, η -отклонение от параболического закона дисперсии.В зависимости от значений параметров разложения и параметра сжимаемости изучаемая модель может демонстрировать различные асимптотические (на больших временах) режимы, соответствующие инфракрасно-фиксированным точкам ренормализационной группы.Описываются возможные режимы и вычисляются скорости распада для среднего числа частиц в главном порядке теории возмущений.
ВОЛНОВАЯ ФУНКЦИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ ВЕРОЯТНОСТИ СВЯЗАННОГО ЭЛЕКТРОНА, ДВИЖУЩЕГОСЯ В ОДНОРОДНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Изучаются эффекты воздействия электромагнитных полей на нерелятивистские заряженные спинорные частицы, связанные короткодействующим потенциалом.Проведен анализ точного решения уравнения Паули для электрона, движущегося в потенциальном поле, определяемом трехмерной δ-ямой, в присутствии интенсивного магнитного поля.Получены асимптотики этого решения для различных значений параметров задачи.Кроме того, рассмотрены токи вероятности для электрона и их зависимость от магнитного поля.Показано, что учет спина в рамках нерелятивистского подхода позволяет корректно учесть влияние магнитного поля на электрический ток.Полученные зависимости распределения тока, являющегося экспериментально наблюдаемой величиной
Атомы в высоковозбужденных ридберговских состояниях с главным квантовым числом n>>1 обладают большими дипольными моментами, которые растут как n 2 с ростом n [1,2].Благодаря этому электрические поляризуемости ридберговских уровней растут как n 7 и на много порядков превышают поляризуемости атомов в низковозбужденных состояниях.Это особенно привлекательно для создания высокочувствительных квантовых сенсоров постоянных и радиочастотных электрических полей, что было отмечено еще в наших самых первых работах по спектроскопии ридберговских атомов Na в атомном пучке [3][4][5].В настоящее время во всех ведущих странах мира ведутся работы по созданию квантовых сенсоров электрических полей на основе паров атомов щелочных металлов, возбуждаемых в ридберговские состояния в малогабаритных оптических ячейках.При регистрации микроволнового излучения с частотой свыше 1 ГГц используется измерение расщепления одиночного резонанса электромагнитноиндуцированной прозрачности (ЭИП), возникающего при возбуждении атомов в ридберговские состояния [6], на два резонанса за счет динамического эффекта Штарка (эффект Аутлера-Таунса) в поле микроволнового излучения, резонансного переходам между ридберговскими состояниями [7,8].Частоты этих переходов легко варьируются изменением n, так как расстояние между соседними ридберговскими уровнями имеет зависимость n -3 и изменяется от единиц гигагерц для высоких состояний до сотен гигагерц для более низких состояний.Фундаментальная чувствительность регистрации СВЧ-излучения на переходах между ридберговскими состояниями определяется только квантовыми шумами.На основе ридберговских сенсоров могут быть построены как метрологические стандарты измерителей напряженности электрического поля [9], так и высокочувствительные детекторы радиочастотных полей для различных применений [10].В настоящем докладе будет дан краткий обзор состояния дел в мире в области создания квантовых сенсоров постоянных и радиочастотных электрических полей на основе ридберговских атомов.Также будут представлены наши первые экспериментальные результаты по наблюдению резонанса ЭИП в оптической ячейке с атомами Rb, возбуждаемыми по двухфотонной схеме в ридберговское состояние 30S.Работа была поддержана грантом РНФ 23-12-00067 в части двухфотонного лазерного возбуждения ридберговских состояний.
Для процесса внутрирезонаторной генерации субгармоники исследована динамика корреляции флуктуаций числа фотонов взаимодействующих мод. Показано, что эта корреляция сильно зависит от коэффициента нелинейной связи между модами. В случае малых коэффициентов связи корреляция флуктуаций числа фотонов мала. При росте коэффициента связи корреляция растет (состояние подсистем начинает перепутываться) и, начиная от некторого значения коэффициента связи, при его дальнейшем росте начинает заново уменьшаться, и постепенно стремится к нулю (перепутанность между состояниями подсистем уменьшается). Исследована также квантовая динамика числа фотонов, квантовой энтропии и функции Вигнера стационарного состояния фундаментальной моды и моды субгармоники. Показано, что динамики этих величин тоже сильно зависят от значения коэффициента связи между взаимодействующими модами. Для больших значений коэффициента связи между модами показано, что мода субгармоники в больших временах взаимодействия локализуется в двухкомпонентном состоянии с одинаковой вероятностью обнаружения моды в каждой компоненте состояния. Квантовая энтропия этого состояния меньше максимальной энтропии двухкомпонентного состояния ln2, что показывает наличие квантово-механической интерференции между компонентами состояния моды субгармоники.
В данном исследовании предлагается новая теоретическая модель для описания поведения электрона в атоме, переосмысливающая классическую задачу его коллапса к ядру посредством затухающих колебаний, управляемых релятивистскими эффектами и пространственно-временной обратной связью. По мере приближения электрона к ядру он испытывает возрастающее ускорение до критической точки, где его скорость приближается к скорости света, что приводит к временному разрыву и последующему изменению направления движения. Этот процесс формализуется с помощью фактора Лоренца с мнимыми значениями, что предполагает переход между квантовыми состояниями, а не истинную сверхсветовую скорость. Модель подкрепляется математическим анализом, основанным на экспоненциальном затухании энергии и постоянной времени RC, который показывает связь с принципом неопределенности Гейзенберга и временными масштабами квантовых процессов. Цикл спуска-подъема электрона вводит концепцию пространственно-временной памяти с механизмом пересчета координат, гарантирующим стабильность атома. Результаты показывают, что квантование энергии может возникать как макроскопический эффект осциллирующей динамической системы и что абсолютное пространство-время играет ключевую роль в поддержании временной когерентности. Этот подход предлагает инновационную перспективу на стабильность атома, объединяя классическую механику, теорию относительности и квантовую механику посредством новой интерпретации энергетических переходов и структуры пространства-времени.