Упругое рассеяние ультракоротких лазерных импульсов на атомах благородных газов

Валерий Александрович Астапенко, МОРОЗ Н.Н.

Published Jan 1, 2018• 0 citations

Abstract

Работа посвящена теоретическому исследованию упругого рассеяния ультракоротких электромагнитных импульсов (УКИ) на атомах благородных газов в далеком ультрафиолетовом и мягком рентгеновском диапазонах. Рассмотрение проведено в рамках дипольного приближения и первого порядка квантово-механической теории возмущений. Основное внимание уделяется изучению зависимости полной вероятности рассеяния за все время действия импульса от длительности УКИ при различных значениях несущей частоты. Показано, что при определенных значениях параметров задачи исследуемая зависимость имеет нелинейный характер. Расчеты проведены для скорректированных гауссовских импульсов и вейвлет-импульсов без несущей частоты.

Related papers

Распространение лазерных импульсов в оптически плотных средах трехуровневых атомов

Гуляев, Алексей

Объект исследования — трёхуровневая атомная система. Цель работы — cоздать математическую модель взаимодействия лазерного излучения с оптически плотной средой трёхуровневых атомов. В результате исследования разработана и численно реализована математическая модель, описывающая динамику взаимодействия когерентного лазерного излучения с ансамблем трёхуровневых атомов в условиях оптически плотной среды. Модель основана на решении системы уравнений для элементов матрицы плотности совместно с уравнениями Максвелла для медленно меняющихся амплитуд взаимодействующих полей. Получены зависимости пространственно-временной эволюции интенсивности зондирующего импульса и населённостей энергетических уровней атомов при различных параметрах системы, таких как начальные интенсивности и длительности импульсов, отстройки частот от резонанса и оптическая толщина среды. Проанализировано влияние этих параметров на эффективность взаимодействия и формирование когерентных эффектов, таких как электромагнитно-индуцированная прозрачность и когерентное пленение населенностей. Применялись информационно-коммуникационные технологии для численного моделирования и анализа полученных данных. Использованы прикладные программы: MATLAB, язык программирования Python с библиотеками SciPy, NumPy для решения системы дифференциальных уравнений и визуализации результатов. Проведен поиск информации в глобальных компьютерных сетях для анализа существующих теоретических моделей и экспериментальных данных.

Jan 1, 20250 citations

Нелинейные эффекты при распространении лазерных импульсов в среде двухуровневых атомов

Чернова, Наталья

Объект исследования – двухуровневый атом. Цель работы – теоретическое исследование нелинейных эффектов при распространении лазерных импульсов в среде двухуровневых атомов. В результате исследования создана математическая модель взаимодействия лазерного излучения со средой двухуровневых атомов, проведен анализ распространения коротких лазерных импульсов в оптически плотной среде, изучено влияние процессов релаксации атомных уровней на изменение площади импульса при его распространении в среде. Результат работы – зависимости, устанавливающие как параметры излучения и среды определяют динамику площади импульса в соответствии с теоремой площадей Мак–Колла–Хана. Полученные результаты позволяют лучше понять процессы когерентного взаимодействия излучения с резонансными средами и могут быть использованы при анализе систем оптической обработки информации. Применялись информационно – коммуникационные технологии для поиска и анализа литературы. Использована прикладная программа Python для численного моделирования процессов взаимодействия и визуализации полученных результатов.

Jan 1, 20250 citations

Взаимодействие модулированных по фазе фемтосекундных импульсов с оптически плотной квазирезонансной средой паров рубидия

С. Н. Багаев, А. А. Преображенская, Н.А. Тимофеев +7 more

Впервые показано, что при изменении временных параметров возбуждающего импульса лазера (величина чирпа, длительность импульса и его амплитуда) можно управлять величиной и знаком эффекта " конденсации спектра" импульса на частоте резонансного перехода плотной резонансной среды.Важно отметить, что при этом энергия и спектр возбуждающего импульса остаются неизменными.С помощью прямых временных измерений также показано, что импульс индуцированного суперизлучения паров рубидия имеет осцилляторный характер и представляет собой длительный затухающий цуг коротких импульсов.Длительность и период повторения импульсов в цуге определяются плотностью атомов среды N 0 , а длительность всего импульса суперизлучения (10 ps) значительно превосходит длительность возбуждающего лазерного импульса (50 fs).

Журнал технической физикиJan 1, 20180 citations

Исследование модели Хаббарда при половинном заполнении зоны

Юрий Александрович Изюмов, Yu. A. Izyumov, N. I. Chashchin

ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ХАББАРДА ПРИ ПОЛОВИННОМ ЗАПОЛНЕНИИ ЗОНЫ В условиях сильного кулоновского отталкивания электронов на узле решетки исследованы уравнения для собственно-энергетической части электронной функции Грина, выведенные авторами ранее методом производящего функционала.Эти уравнения имеют форму, близкую к той, которая соответствует самосогласованному борновскому приближению в теории слабой связи.В полученных уравнениях далее опускается зависимость собственной энергии от импульса, что соответствует пределу бесконечной размерности пространства.Численное решение интегральных уравнений, где все величины зависят только от частоты, приводит к результатам, согласующимся с данными теории динамического среднего поля.Показано, в частности, что при увеличении кулоновского отталкивания трехпиковая структура квазичастичного спектра сменяется двухпиковой и имеет место фазовый переход металл-диэлектрик.Предложенный метод может быть применен при исследовании других моделей теории сильно коррелированных систем.

Теоретическая и математическая физикаJan 1, 20081 citation

Обучение квантовых рекуррентных нейронных сетей на джозефсоновской интегральной схеме

S. S. Samarin, Aleksei Tolstobrov, S.V. Sandulanu +14 more

Данная работа посвящена решению задачи обработки числовых последовательностей при помощи вариационных квантовых алгоритмов, реализуемых на шумном квантовом компьютере среднего масштаба. Платформой для квантовых вычислений является интегральная схема на основе сверхпроводящих искусственных атомов. Архитектура квантовой рекуррентной нейронной сети сконструирована с использованием одно- и двухкубитных операций. На этапе эмулирования была изучена обучаемость модели в зависимости от числа кубитов, а также объема и метода кодирования данных в состояние кубитов. Сравнение с классическими архитектурами показало, что на современных квантовых процессорах возможно достичь качества предсказаний в выбранной задаче машинного обучения, сравнимого с качеством реализуемых на классических процессорах моделей.

ZhETF Pisma RedaktsiiuJan 1, 20250 citations

Наблюдаемы ли эффекты виртуального захвата частиц на замкнутые орбиты (квантовое орбитирование) при упругом рассеянии в полях отталкивания?

Александр Борисов

Ранее в [ 3 ], [ 4 ] был выполнен анализ природы квантовых- дифракционных и интерференционных явлений, возникающих при упругом, квазиклассическом (т.е. при высоких относительных скоростях) рассеянии субатомных частиц (атомы, молекулы, ионы и т.д.) на потенциалах отталкивания в области малых углов. Для анализа использовано выражение амплитуды рассеяния в приближении прицельного параметра, представимое разложением в бесконечный ряд Фурье интегралов от фазовых сдвигов парциальных волн и функции Бесселя нулевого порядка, аппроксимирующей полиномы Лежандра [ 4 ]. Слагаемые такого ряда при рассеянии на малые углы “де факто” являются интегралами по путям Фейнмана. С позиций вычисления главных вкладов в интегралы Фейнмана удается интерпретировать процессы, вносящие основные вклады в амплитуду рассеяния на угол : упругое рассеяние по разрешенным классической механикой траекториям; упругое рассеяние по запрещенным классической механикой траекториям- туннелирование частиц на углы -; и упругое рассеяние на малый угол  с виртуальным захватом частиц на замкнутые орбиты- квантовое орбитирование. Суммарная амплитуда рассеяния на угол  является при этом “квантово запутанной” между данными альтернативами, а также малоугловым дифракционным слагаемым, формирующим в дифференциальных сечениях рассеяния на самых малых углах первый дифракционный пик. В данной заметке проведен анализ того, могут ли в экспериментах с субатомными частицами (атомы, ядра, электроны) среди всех перечисленных альтернатив быть выделены самые редкие события- закручивание частиц полем на виртуальные замкнутые или почти замкнутые орбиты.

May 23, 20260 citations