Презентация цикла работ на соискание премии имени И.И. Шувалова
«Когерентный контроль и нарушение симметрий при ионизации атомов многочастотным полем»
20 ноября 2025
15:15 – 15:40
15:15 – 15:40
Попова Мария Михайловна
кандидат физико-математических наук, научный сотрудник отдела электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер
Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына
Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына
Модератор:
Грызлова Елена Владимировна
доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д. В. Скобельцына МГУ
Аннотация:
Изучение динамики малых квантовых систем: атомов и/или небольших молекул, — в сверхбыстром масштабе активно развивается в связи с появлением интенсивных (1011-1013 Вт/см2) источников когерентного излучения в вакуумном ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах (порядка 10−20 эВ), как ультракоротких (с длительностью 10-15-10-18 с), так и с импульсами большой длительности (с длительностью 10-13-10-15 с). Стремительный прогресс в этой области ознаменовался несколькими Нобелевскими премиями за последние годы. Такие импульсы характеризуются наличием излучения на нескольких кратных друг другу частотах (ω, 2ω), что приводит к возникновению интерференция между различными путями перехода системы в конечное состояние. При ионизации интерференция проявляется в нарушении симметрий в спектрах фотоэлектронов. В то время как интерференция в оптическом диапазоне обеспечила фундаментальный прорыв в понимании волновой природы света, исследования когерентных процессов в высокочастотном диапазоне только начинаются.
Цикл работ М. М. Поповой представляет собой результаты комплексного теоретического исследования эффектов, возникающих при ионизации атомов комбинированным полем, состоящим из фундаментальной частоты и ее гармоник, особое внимание уделено изучению дифференциальных по углу спектров фотоэлектронов и влиянию на них поляризации электромагнитного поля.
В цикле работ получены следующие новые результаты для ионизации атомов бихроматическим полем «ω+2ω»:
1. Обнаружены два выделенных режима: если (а) обе гармоники обладают круговой поляризацией или (б) одна поляризована циркулярно, а вторая линейно в перпендикулярном направлении, то угловые распределения фотоэлектронов и поляризации их спина не изменяются по форме при изменении фазы между полями, лишь вращаясь в пространстве.
2. Эффективность когерентного контроля над угловыми распределениями фотоэлектронов максимальна для линейно и циркулярно поляризованных полей и при определенных условиях достигает 100%.
3. Степень спиновой поляризации в дифференциальных по углу спектрах фотоэлектронов при энергии основной гармоники, соответствующей энергии перехода из основного в возбужденные состояния, может достигать 80%.
4. За счет интерференции между одно- и двухфотонной ионизацией атомов возможны изменение абсолютной величины вектора поляризации спина фотоэлектрона и его переориентация вплоть до появления новых компонент.
5. Показано, что схема RABBITT, активно применяющаяся для реконструкции спектров генерации гармоник высокого порядка, может быть использована не только для линейно поляризованных полей. Для полей круговой поляризации зависимость от фазы основной гармоники будет проявляться только во вращении угловых распределений фотоэлектронов.
Полученные М. М. Поповой результаты открывают возможность изучения динамики электронов в атомах, молекулах и твердых телах в естественной временной шкале, что имеет не только фундаментальное, но и прикладное значение: использование нескольких когерентных гармоник позволяет осуществлять когерентный контроль, т. е. управлять динамикой процессов в микромире с помощью независимо регулируемых контролирующих параметров, что позволит, например, влиять на протекание химических реакций.
Цикл работ М. М. Поповой представляет собой результаты комплексного теоретического исследования эффектов, возникающих при ионизации атомов комбинированным полем, состоящим из фундаментальной частоты и ее гармоник, особое внимание уделено изучению дифференциальных по углу спектров фотоэлектронов и влиянию на них поляризации электромагнитного поля.
В цикле работ получены следующие новые результаты для ионизации атомов бихроматическим полем «ω+2ω»:
1. Обнаружены два выделенных режима: если (а) обе гармоники обладают круговой поляризацией или (б) одна поляризована циркулярно, а вторая линейно в перпендикулярном направлении, то угловые распределения фотоэлектронов и поляризации их спина не изменяются по форме при изменении фазы между полями, лишь вращаясь в пространстве.
2. Эффективность когерентного контроля над угловыми распределениями фотоэлектронов максимальна для линейно и циркулярно поляризованных полей и при определенных условиях достигает 100%.
3. Степень спиновой поляризации в дифференциальных по углу спектрах фотоэлектронов при энергии основной гармоники, соответствующей энергии перехода из основного в возбужденные состояния, может достигать 80%.
4. За счет интерференции между одно- и двухфотонной ионизацией атомов возможны изменение абсолютной величины вектора поляризации спина фотоэлектрона и его переориентация вплоть до появления новых компонент.
5. Показано, что схема RABBITT, активно применяющаяся для реконструкции спектров генерации гармоник высокого порядка, может быть использована не только для линейно поляризованных полей. Для полей круговой поляризации зависимость от фазы основной гармоники будет проявляться только во вращении угловых распределений фотоэлектронов.
Полученные М. М. Поповой результаты открывают возможность изучения динамики электронов в атомах, молекулах и твердых телах в естественной временной шкале, что имеет не только фундаментальное, но и прикладное значение: использование нескольких когерентных гармоник позволяет осуществлять когерентный контроль, т. е. управлять динамикой процессов в микромире с помощью независимо регулируемых контролирующих параметров, что позволит, например, влиять на протекание химических реакций.
