Квантовая волновая оптика атома водорода 1s->2p, асимметрия тороидальных солитонов и механизм направленного излучения света (SGDM) Автор: Чесноков Юрий Александрович (Президент НАП России, ФТФ ДГУ 1984 г.) Основная концептуальная публикация серии SGDM: DOI: 10.5281/zenodo.23191063 Официальный научный портал: multiverse.asistent-aiart.ru Аннотация: В монографии раскрывается динамика квантовых переходов 1s->2p в атоме водорода как непрерывная гидродинамическая перестройка 3D-тороидального солитона электрона (асимметричный тор 271-274-276). Доказан механизм тангенциального срыва волнового цуга света длиной 48 см в момент прохождения через ноль электрического поля (E=0, B=B_max), диаграмма направленности излучения вдоль Оси Зла (sin²θ) и сверхизлучение Дике по принципу резонанса «Замок–Ключ».
Квантовая волновая оптика атома водорода 1s->2p, асимметрия тороидальных солитонов и механизм направленного излучения света (SGDM) Автор: Чесноков Юрий Александрович (Президент НАП России, ФТФ ДГУ 1984 г.) Основная концептуальная публикация серии SGDM: DOI: 10.5281/zenodo.23191063 Официальный научный портал: multiverse.asistent-aiart.ru Аннотация: В монографии раскрывается динамика квантовых переходов 1s->2p в атоме водорода как непрерывная гидродинамическая перестройка 3D-тороидального солитона электрона (асимметричный тор 271-274-276). Доказан механизм тангенциального срыва волнового цуга света длиной 48 см в момент прохождения через ноль электрического поля (E=0, B=B_max), диаграмма направленности излучения вдоль Оси Зла (sin²θ) и сверхизлучение Дике по принципу резонанса «Замок–Ключ».
ДИНАМИКА АМПЛИТУД ВЕРОЯТНОСТИ В ВОДОРОДОПОДОБНОМ АТОМЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЬНОГО ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ С УЧЕТОМ ПЕРЕХОДОВ В КОНТИНУУМ М.В.Рябинина, Л.А.МельниковИсследована динамика заселенностей уровней 4s и 3p атома водорода при действии сильного лазерного одночастотного линейно поляризованного поля в условиях одно-, двух-и трехфотонного резонанса, а также при достаточно большой отстройке частоты поля от частоты перехода без использования теории возмущений и приближения медленно меняющихся заселенностей.Показано, что существует низкочастотная модуляция оптических колебаний, частота которой при некоторых значениях амплитуды поля обращается в нуль.Для перехода 3s ↔ 2p исследована динамика заселенностей дискретных уровней 3s и 2p, а также состояний в континууме, связанных с уровнем 3s оптическим переходом.Продемонстрированы когерентные осцилляции заселенности континуальных уровней.
На основе вариационного подхода получены энергии основного 1S и первых возбужденных состояний 2P, 2S мелкой донорной примеси в монослое графена с открытой энергетической щелью в перпендикулярном магнитном поле. Показано, что энергии низших состояний и расстояние между ними можно перестраивать в области нескольких десятков мэВ, изменяя значение параметра тонкой структуры и величину магнитного поля. На основе полученных результатов рассчитаны дипольные матричные элементы для оптических переходов 1S–2P+ и 2S–2P+. Далее рассматривается когерентный перенос населенности между двумя метастабильными состояниями 1S и 2S, создаваемый одним частотно-модулированным (чирпированным) лазерным импульсом. Показано, что такой перенос населенности может осуществляться без значительной заселенности возбужденного состояния, если изначально заселенность рассматриваемой квантовой системы была локализована в одном из метастабильных состояний. Дополнительно исследован случай, когда система изначально находилась в суперпозиции двух метастабильных состояний. The energies of the ground 1S and first excited states 2P, 2S of a shallow donor impurity in graphene monolayer with opened energy gap in a perpendicular magnetic field are obtained using a variational approach. It is shown that the energies of the lowest states and distance between them can be tuned in the region of few ten meV by changing the value of the fine structure parameter and magnitude of the magnetic field. A model of a soft Coulomb interaction is suggested. Based on the results obtained, the dipole matrix elements for optical transitions 1S – 2P+ and 2S – 2P+ are calculated. In the next step, coherent population transfer between the two metastable states 1S and 2S produced by a single frequency modulated (chirped) laser pulse is considered. It is demonstrated that such population transfer may be performed without considerable population of the excited state 2P+ if initially population of the quantum system under consideration is localized in one of the metastable states. Additionally, the case when the system is in superposition of two metastable states initially is investigated.
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.
В статье развивается онтология фотона в рамках Теории Первичного Потенциала (ТПП). Опираясь на ранее введённое понятие «Окна Актуализации» (0 < Ł < 1), показано, что фотон не может быть последовательно описан как объект, находящийся внутри этого интервала. Обосновывается, что фотон занимает уникальное положение на самих границах Окна, выступая не просто одним из физических объектов, а фундаментальным агентом процесса актуализации. Раскрывается двойственность его природы: для внутреннего наблюдателя фотон проявляется на верхней границе (Ł → 1) как предельная скорость, эталон и константа, в собственной системе отсчёта он пребывает на нижней границе (Ł → 0) как чистое, уже совершённое событие. На основе этой модели даётся новая интерпретация корпускулярно-волнового дуализма, коллапса волновой функции и квантовой запутанности как следствий взаимодействия временной (Ł < 1) и вневременной (Ł → 0) систем отсчёта. Проводится параллель между природой фотона и полным циклом Вселенной как единым «квантовым мигом». Делается вывод, что изучение света есть изучение самого механизма актуализации реальности, а фотон является тем элементом, через который Окно Актуализации обретает свою целостность.
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.
С использованием вариационного метода рассчитаны дипольные матричные элементы для оптических переходов 1S – 2P и 2S – 2P мелкой донорной примеси в монослое графена с открытой энергетической щелью в перпендикулярном магнитном поле. Далее анализируется перенос населенности между двумя метастабильными состояниями 1S и 2S с помощью бихроматического фазомодулированного (частотно-чирпированного) лазерного импульса с учетом релаксационных процессов в системе. Показано, что такой перенос населенности может полностью осуществляться без значительного заселения возбужденного состояния, если длительность бихроматического импульса намного меньше времен релаксации системы. Спонтанный распад возбужденного состояния и дефазировка квантовых состояний приводят к неполному переносу населенности между метастабильными состояниями. The dipole matrix elements for optical transitions 1S – 2P and 2S – 2P of a shallow donor impurity in a graphene monolayer with an opened energy gap are calculated in a perpendicular magnetic field using a variational approach. In the next step, population transfer between the two metastable states 1S and 2S by a bichromatic phase modulated (frequency chirped) laser pulse is analyzed taking into account relaxation processes in the system. It is demonstrated that such population transfer may be performed in a robust way without a considerable population of the excited state 2P if duration of the bichromatic pulse is much shorter than the relaxation times of the system. Spontaneous decay of the excited state and dephasing relaxation processes result in not complete transfer of the population between the metastable states.