Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

тематичних наук Суми ~ Дисертацією є рукопис Робота виконана у Сумському державному універси

Работа добавлена на сайт samzan.net:


14

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Лисенко Олег Борисович

УДК 530.145:537.2: 539.12

СПОНТАННЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ ЕЛЕКТРОНА У ПОЛІ ЯДРА І ДВОХ СВІТЛОВИХ ХВИЛЬ

01.04.04 –фізична електроніка

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Суми –


Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Сумському державному університеті,

Міністерство освіти і науки України

Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук,

професор Рощупкін Сергій Павлович,

Сумський державний університет,

завідувач кафедри моделювання складних систем

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук,

професор Цвик Олексій Іванович,

Інститут радіофізики і електроніки НАН України,

провідний науковий співробітник, м. Харків

кандидат фізико-математичних наук,

Кравченко Сергій Михайлович,

Інститут прикладної фізики НАН України,

провідний співробітник, м. Суми

Провідна установа: Київський національний університет

ім. Тараса Шевченка, кафедри оптики та

квантової теорії поля,

Міністерство освіти і науки України, м. Київ

Захист відбудеться 30 листопада 2000 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 55.051.02 у Сумському  державному  університеті  за  адресою:  40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2, ауд. 216 ,  корп. ЕТ.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Сумського державного університету.

Автореферат розісланий     26 жовтня  2000 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради                        Опанасюк А.С.

ВСТУП

Вивчення квантових процесів у сильних лазерних полях почалося на початку 60-х років і стимулюється дотепер створенням більш могутніх лазерних систем. Використовуючи функції Волкова (розв’язок рівняння Дірака в полі плоскої електромагнітної хвилі) як хвильову функцію, що описує стани реальних часток, а також функцію Гріна електрона в полі плоскої електромагнітної хвилі, що описує віртуальні частки, можна обчислити імовірності різних процесів у полі хвилі. Зазначений метод обліку взаємодії з інтенсивним полем хвилі застосовується в багатьох роботах, оскільки дозволяє одержати загальні формули для імовірностей багатофотонних переходів, справедливих при довільних інтенсивностях хвилі. Взаємодія інтенсивного електромагнітного випромінювання з електронами –частина фізики взаємодії інтенсивного лазерного випромінювання з речовиною. У широкому розумінні вона охоплює досить різноманітні області фізики. До цієї тематики можна віднести: явища, що відбуваються в таких пристроях фізичної електроніки, як лазери на вільних електронах; явища в електрон-іонній плазмі в електромагнітному полі; явища у твердотільній плазмі; процеси типу багатофотонної іонізації атомів і молекул; явища, об'єднані під загальною назвою “Квантова електродинаміка сильних полів”; процеси розсіювання електронів на атомах, іонах і молекулах у сильному електромагнітному полі та ін. У сильному полі випромінювання істотну роль відіграють нелінійні ефекти, пов'язані з поглинанням з хвилі, випусканням у хвилю відразу кількох квантів. Це приводить до того, що перерізи фізичних величин починають нелінійним чином залежати від інтенсивності падаючої хвилі. Змінюються також кутові та спектральні розподіли різних фізичних процесів. Важливо підкреслити появу нових фізичних ефектів у полі сильної світлової хвилі (резонансне протікання квантово-електродинамічних процесів другого порядку, пов'язаних з виходом функції Гріна електрона в полі хвилі на масову оболонку; пригнічення інтерференції прямої та обмінної амплітуд при розсіюванні електрона на електроні та ін.).

Актуальність теми. Останнім часом викликає інтерес вивчення елементарних квантових процесів у полі декількох лазерних хвиль. Цей напрямок став актуальним завдяки широкому застосуванню у практиці фізичного експерименту лазерів з релятивістськими інтенсивностями на рівні  Вт/см, коли електрон коливається у світловому полі зі швидкістю, близькою до світлової. Досягнення таких інтенсивностей стало можливим за рахунок використання надкоротких (піко- і фемтосекундних) і жорстко сфокусованих (розмір плями у фокусі має порядок декількох довжин хвиль) імпульсів. На сьогодні серія експериментів у таких полях проводиться групою Макдональда на прискорювачі SLAC (Princeton Rochester, SLAC, Tennessee collaboration). Спонтанне гальмове випромінювання (СГВ) при розсіюванні електрона на ядрі в полі монохроматичної світлової хвилі детально вивчено раніше. При цьому передбачено ряд нових фізичних ефектів. У полі двох світлових хвиль стають істотними інтерференційні ефекти. З огляду на це вивчення процесу СГВ при розсіюванні електрона на ядрі в полі двох світлових хвиль  є важливим у теоретичному плані, та у ряді пошукових напрямів, таких, як одержання фотонів високих енергій, розігріву плазми електромагнітним полем за рахунок електрон-іонних зіткнень, оптичного пробою у газах та ін.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася в рамках тематичного плану науково-дослідної роботи Сумського державного університету (тема №72.02.01.97-99 д/б "Аномальні квантово-електродинамічні явища в сильних багаточастотних лазерних полях").

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є побудова релятивістської теорії нерезонансного спонтанного гальмового випромінювання при розсіюванні електрона на ядрі в полі двох еліптично поляризованих світлових хвиль.

Досягнення поставленої мети вимагало розв’язання таких задач:

  •  отримання  амплітуди СГВ при розсіюванні електрона на ядрі в полі двох світлових хвиль еліптичних поляризацій, довільних інтенсивностей і частот;
  •  визначення інтерференційної і неінтерференційної кінематичних областей досліджуваного процесу;
  •  розрахунок перерізу СГВ при розсіюванні електрона довільної енергії на ядрі в області помірно сильних полів у неінтерференційній області;
  •  отримання загального релятивістського виразу для амплітуди СГВ в інтерференційній області;
  •  розрахунок перерізу СГВ при розсіюванні електрона на ядрі в помірно сильних світлових полях в інтерференційній  області в окремому випадку однакових лінійних поляризацій обох хвиль;
  •  вивчення кінематики та розрахунок перерізу СГВ при розсіюванні електрона довільної енергії на ядрі в полі помірно сильних еліптично поляризованих світлових хвиль в інтерференційній області.

Наукова новизна одержаних результатів. У дисертації вперше розроблена релятивістська теорія нерезонансного спонтанного гальмового випромінювання при розсіюванні електрона на ядрі в полі двох еліптично поляризованих світлових хвиль.

При цьому одержані такі нові результати:

  1.  Отримано загальний релятивістський вираз для амплітуди СГВ  електрона в полі ядра і двох світлових хвиль еліптичних поляризацій довільних інтенсивностей та частот.
  2.  Виявлено дві істотно різні кінематичні області досліджуваного процесу: неінтерференційну та інтерференційну. Причому в останній області істотні процеси корельованого випромінювання (поглинання) електроном однакового числа фотонів обох хвиль.
  3.  Одержано переріз СГВ при розсіюванні електрона довільної енергії на ядрі в області помірно сильних полів у неінтерференційній області.
  4.  Знайдено переріз СГВ при розсіюванні електрона на ядрі в помірно сильних світлових полях в інтерференційній  області в окремому випадку однакових лінійних поляризацій обох хвиль;
  5.  Одержано переріз СГВ та вивчено кінематику при розсіюванні електрона довільних енергій на ядрі в полі помірно сильних еліптично поляризованих світлових хвиль в інтерференційній області.
  6.  Показано, що парціальний переріз СГВ електрона в полі ядра і помірно сильних світлових хвиль в інтерференційній області може значно перевищувати відповідний парціальний перетин у будь-якій іншій геометрії.

Практичне значення одержаних результатів. Розвинута в дисертації релятивістська теорія дозволяє істотно розширити область уявлень про спонтанне випромінювання електрона в сильних електромагнітних полях і передбачити новий фізичний ефект - спонтанний інтерференційний гальмовий ефект, що має місце в двох випадках: окремому випадку однакових лінійних поляризацій обох хвиль і в загальному випадку еліптичних поляризацій хвиль. В останньому верхня межа частоти спонтанного фотона і його кути вильоту можуть плавно змінюватися залежно від енергії і кутів вльоту початкового електрона. Важливо, що даний ефект може бути домінуючим.

Результати роботи можуть бути використані в наукових дослідженнях у сильних лазерних полях, що проводяться в Харківському та Ужгородському університетах, Інституті теоретичної фізики НАН України і закордонних наукових центрах (Росія, США, Канада та ін.).

Особистий внесок здобувача. Результати, подані у дисертаційній роботі, є підсумком співпраці автора з науковим керівником. Внесок дисертанта полягає у наступному:

  1.  Отримано загальний релятивістський вираз для амплітуди СГВ.
  2.  Проведено аналіз двох кінематичних областей досліджуваного процесу: неінтерференційної та інтерференційної.
  3.  Одержано переріз СГВ при розсіюванні електрона на ядрі в області помірно сильних полів у неінтерференційній області.
  4.  Знайдено переріз СГВ при розсіюванні електрона на ядрі в помірно сильних світлових полях в інтерференційній  області в окремому випадку однакових лінійних поляризацій обох хвиль і в загальному випадку еліптичних поляризацій хвиль;
  5.  Показано, що парціальний переріз СГВ електрона в полі ядра і помірно сильних світлових хвиль в інтерференційній області може значно перевищувати відповідний парціальний переріз у будь-якій іншій геометрії.

Йому належить суттєва роль в інтерпретації одержаних результатів, написанні та оформленні наукових праць [1-7], які перелічені наприкінці автореферату.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на таких конференціях:

–Науково-технічній конференції викладачів, співробітників і студентів механіко-математичного факультету, присвяченій 90- річчю з дня народження академіка Л.Д.Ландау. Суми. 1998;

–Науково-технічній конференції викладачів, співробітників і студентів механіко-математичного факультету. Суми. 1999;

–Науково-технічній конференції викладачів, співробітників і студентів механіко-математичного факультету. Суми. 2000;

–th Annual International Laser Physics Workshop (LPHYS’) Bordeaux, France, 2000;

–Наукових семінарах кафедр загальної та експериментальної фізики і моделювання складних систем СумДУ і відділу теоретичної фізики Інституту прикладної фізики НАН України, м. Суми.

Публікації. Основні результати роботи опубліковані в 3 друкованих статтях і 4 тезах доповідей (загальним обсягом 2,2 друкованих аркуша), перелік яких наведено у списку опублікованих праць.

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновків і списку використаних джерел. Повний обсяг дисертаційної роботи складає 116 сторінок, у тому числі 8 рисунків і перелік посилань з 107 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність дослідження, формулюється мета і основні задачі роботи, зазначені наукова новизна і практична значимість отриманих результатів, наводиться структура дисертації за розділами.

Перший розділ присвячений огляду літератури про спонтанне і змушене випромінювання електрона в сильному електромагнітному полі.

У другому розділі розглядається спонтанне гальмове випромінювання при розсіюванні електрона на ядрі в полі двох еліптично поляризованих електромагнітних хвиль, що поширюються в одному напрямку, у неінтерференційній області.

У підрозділі 2.1 отримано загальний релятивістський вираз для амплітуди спонтанного гальмівного випромінювання при розсіюванні електрона на ядрі в полі двох світлових хвиль довільних інтенсивностей і частот. Показано, що амплітуда процесу визначається універсальною функцією , яка у загальному випадку еліптичних поляризацій обох хвиль залежить від 4 фазових () і 6 квантових релятивістськи-інваріантних параметрів ( - параметри багатофотонності Бункіна-Федорова;  - квантові параметри, що відіграють істотну роль для лінійних поляризацій хвиль і великих енергій електрона;  - квантові інтерференційні параметри, що визначають інтерференційні ефекти в процесах розсіювання електрона на ядрі та спонтанному випромінюванні фотона електроном у полі двох хвиль). Показано, що якщо квантові інтерференційні параметри > 1, то стають суттєвими процеси корельованого випромінювання і поглинання фотонів обох хвиль. Якщо ж квантові інтерференційні параметри <<1 (що виконується в дипольному наближенні, а для довільних енергій електрона - в області оптичних частот можливо для не дуже великих інтенсивностей хвиль) функції розпадаються на добуток функцій, що визначають незалежне випромінювання і поглинання фотонів першої та другої хвиль:

(1)

У підрозділі 2.2 розглянуто спонтанне гальмівне випромінювання при розсіюванні електрона релятивістських енергій на ядрі в неінтерференційній області, тобто в такій кінематичній області, де квантові параметри Бункіна-Федорова  не малі і є основними параметрами багатофотонності. Ця кінематична область досить широка. У ній не розглядається лише розсіювання електрона і виліт спонтанного фотона в площині, перпендикулярній вектору поляризації обох хвиль (для однакових лінійних поляризацій хвиль), а також у площині  початкового імпульсу електрона і хвильового вектора хвиль на задані кути (для еліптичних поляризацій хвиль). Розгляд проводився в області помірно сильних полів, коли класичні параметри, які визначають інтегральні характеристики процесу,   

,                                          (2)

де - енергія початкового електрона, а 

,                                              (3)

- класичні релятивістські інваріантні параметри, які характеризують інтенсивність першої і другої хвиль ( і  - заряд і маса електрона, а  і   - напруженості електричного поля і частота хвиль). В області помірно сильних полів вираз, що описує амплітуду процесу значно спрощується. Отримано парціальний переріз СГВ  з випромінюванням (поглинанням)  фотонів першої хвилі і  фотонів другої хвилі. Показано, що парціальний переріз факторизується на імовірність випромінювання (поглинання) електроном - фотонів першої хвилі та - фотонів другої хвилі і переріз спонтанного гальмового випромінювання релятивістського електрона на ядрі без зовнішнього поля :

.                                            (4)

Функції  у випадку лінійних поляризацій перетворюються в узагальнені функції Бесселя (введені H. Reiss, 1980), а для циркулярних поляризацій хвиль –у добуток функцій Бесселя: .  

У підрозділі 2.3 розглянуто випадок нерелятивістських енергій електрона:  ( - швидкість початкового і кінцевого електрона). При цьому передбачалося, що швидкість осциляцій електрона в полі обох хвиль мала порівняно зі швидкістю світла:

.                                           (5)

В умовах (5) вираз для амплітуди спонтанного гальмового випромінювання істотно спрощується, а вираз для закону збереження енергії і переданого імпульсу набуває такого вигляду:

,             (6)

.                                         (7)

Закон збереження енергії у формі (6) справедливий для інтенсивностей хвиль:

,                                                  (8)

тобто коли швидкості осциляцій електрона в хвилях значно перевищують його швидкість поступального руху  ( ). Отримано співвідношення для диференціального перерізу СГВ (усередненого і підсумованого за поляризаціями фотона та електрона, а також проінтегрованого за імпульсами кінцевих електронів) відповідно для випадків одного і двох коренів рівняння (6):

,                             (9)

,                (10)

де - класичний радіус електрона; - постійна тонкої структури,  а функції  дорівнюють:

(11)

У даній області інтенсивностей в основному будуть мати місце багатоквантові процеси з числом фотонів першої і другої хвиль    і   .

У третьому розділі розглянуто спонтанне гальмівне випромінювання при розсіюванні релятивістського електрона на ядрі в полі двох лінійно поляризованих світлових хвиль, що поширюються в одному напрямку в інтерференційній області.

У підрозділі 3.1 отримана амплітуда СГВ для однакових лінійних поляризацій () в інтерференційній області, що визначається умовами розсіювання електрона і випромінювання спонтанного фотона в одній площині, перпендикулярній вектору поляризації (). При цьому квантові параметри  Бункіна-Федорова = 0  і багатофотонні процеси будуть визначатися квантовими параметрами  і . А функції  переходять у функції :

,                    (12)

де . Отже в інтерференційній області число фотонів, що випромінюються і поглинаються електроном з обох хвиль, корелюють між собою так, щоб напівсума і напіврізниця цих чисел ( і ) були б цілими числами ( і  ).

У підрозділі 3.2 розглядається СГВ в інтерференційній області для релятивістських енергій електрона. Тут основними параметрами багатофотонності є квантові параметри  і . Тому в інтерференційній області поряд із розсіюванням електрона на ядрі і випромінюванням спонтанного фотона в основному будуть відбуватися процеси вимушеного корельованого випромінювання (поглинання) однакового числа фотонів обох хвиль  ( ). З огляду на це частка енергії, випромінювана чи поглинута електроном у початковому чи кінцевому станах з обох хвиль, за порядком величини буде дорівнювати , де  - класичний інтерференційний параметр, що визначає інтегральні характеристики процесу в інтерференційній області:

.                                           (13)

Вивчення проводилося в області помірно сильних полів, коли , що для добутку інтенсивностей обох хвиль має вигляд:

                           (14)

Отримано парціальний диференціальний переріз СГВ для релятивістського електрона на ядрі в полі двох помірно сильних хвиль (14) в інтерференційній області:

.                                      (15)

Підкреслимо, що в парціальному перерізі (15) індекси , які приймають цілі значення, означають випромінювання (поглинання) однакового числа  фотонів обох хвиль на відміну від відповідних  виразів у неінтерференційній області, де подібна кореляція між індексами  та  відсутня. З співвідношення (15) видно, що в області помірно сильних полів (14) парціальний переріз СГВ електрона на ядрі факторизується на імовірність корельованого випромінювання (поглинання) однакового числа фотонів обох хвиль і переріз СГВ електрона на ядрі без зовнішнього поля. При цьому важливо, що дана кореляція між числом фотонів обох хвиль в інтерференційній області не усувається, тобто переріз (15) не може бути поданний у вигляді добутку імовірностей випромінювання (поглинання) у кожній із двох хвиль окремо, як це може мати місце в неінтерференційній області.

У підрозділі 3.3 вивчено СГВ в інтерференційній області для нерелятивістських енергій електрона в умовах (8) . При цьому частка енергії фотонів комбінаційних частот, випромінюваних або поглинених електроном у початковому чи кінцевому станах з обох хвиль, за порядком величини буде дорівнювати , де в нерелятивістській межі  вираз (13)  дорівнює

.                                          (16)

Отже закон збереження енергії має вигляд:

.     (17)

Отримано наступний вираз для диференціального перерізу СГВ в інтерференційній області відповідно для випадків одного і двох коренів закону збереження енергії (17):

,                          (18)

,                   (19)

де

.                       (20)

Підкреслимо, що парціальні перерізи (19), (20) в інтерференційній області значно більші за відповідні перерізи (9), (10) у неінтерференційній області.

У четвертому розділі вивчено спонтанний інтерференційний гальмівний ефект при розсіюванні релятивістського електрона на ядрі в полі двох світлових хвиль у загальному випадку еліптичних поляризацій хвиль.

У підрозділі 4.1 визначена амплітуда СГВ електрона на ядрі в  інтерференційній області в загальному випадку довільних інтенсивностей і еліптичних поляризацій хвиль. Показано, що в інтерференційній області квантові параметри Бункіна-Федорова , і функції , які визначають амплітуду СГВ, переходять у функції для еліптичних поляризацій.

У підрозділі 4.2 вивчено кінематику розсіювання електрона і вильоту спонтанного фотона в інтерференційній області для еліптичних поляризацій хвиль і отримано відповідний парціальний переріз. Доведено, що розсіювання електрона і випромінювання спонтанного фотона відбуваються в одній площині, утвореній початковим імпульсом електрона і напрямком поширення обох хвиль. При цьому відповідні азимутальні кути рівні, а полярні кути зв'язані наступними співвідношеннями для розсіювання електрона 

      ,                       (21)

і для кута вильоту спонтанного фотона

,            .                                (22)

Показано, що в умовах помірно сильних полів ( ) кути вильоту кінцевого електрона визначаються виразами

,           (23)

де максимально можлива частота спонтанного фотона дорівнює

.                                       (24)

Тому спектр випромінювання в інтерференційній області для еліптичних поляризацій обмежений зверху величиною  на відміну від інтерференційної області для однакових лінійних поляризацій хвиль і неінтерференційної області, де максимально можлива частота спонтанного фотона дорівнює . Важливо, що верхня межа частоти спонтанного фотона (24) істотно залежить від енергії і кутів вльоту початкового електрона. Як функція полярного кута початкового електрона вона має мінімум і дорівнює нулю для полярного кута  ( - критичний кут, поблизу якого випромінювання подавлене) і набуває максимального значення, що дорівнює   для (див. Рис.1). Тому при прагненні  (ліворуч і праворуч) спектр випромінювання різко падає (), і у вузькій області кутів поблизу критичного кута () випромінювання подавлене (). Таким чином, електрон випромінює, якщо його полярний кут вльоту  лежить в інтервалі   і    , причому не дуже близько до критичного кута. Відзначимо, що значення критичного кута  збільшується зі зменшенням швидкості початкового електрона, набуваючи значення від <<1 (для ультрарелятивістських енергій електрона) до  (для нерелятивістських енергій електрона). Показано, що кут вильоту спонтанного фотона істотно залежить від енергії і кута вльоту початкового електрона. Як функція полярного кута початкового електрона  кут вильоту спонтанного фотона  для критичного кута  набуває мінімального значення (поблизу якого випромінювання подавлене), яке дорівнює . Тому при даній енергії початкового електрона   і різних кутах його вльоту, кут вильоту спонтанного фотона лежить в інтервалі , тобто має нижню межу, обумовлену енергією початкового електрона. Необхідно підкреслити, що кожному напрямку вильоту спонтанного фотона відповідає своя верхня межа спектру випромінювання. Шляхом неперервної зміни полярного кута вльоту початкового електрона (при заданій енергії) можна неперервно змінювати верхню межу частоти  спонтанного фотона і його кут вильоту. Наявність верхньої межі для частоти спонтанного фотона приводить до того, що енергія електрона в кінцевому стані має нижню межу . При цьому енергія кінцевого електрона знаходиться в інтервалі . Підкреслимо, що кожній частоті відповідають два можливих кути вильоту електрона, причому із збільшенням частоти спонтанного фотона кут вильоту кінцевого електрона спочатку змінюється слабко, і лише поблизу максимальної частоти зміна кута вильоту електрона стає істотною. Відзначимо, що ця тенденція посилюється із збільшенням енергії електрона. Одержано вираз для кута вильоту кінцевого електрона при : . Парціальний переріз СГВ в інтерференційній області має вигляд:

                  (25)

У випадку циркулярних поляризацій обох хвиль   квантові параметри  і функції переходять у функції Бесселя цілочислового порядку . Тому  вираз для парціального перерізу (25) значно спрощується:

                               (26)

Зазначимо, що парціальні перерізи (25), (26) можуть значно перевищувати відповідні парціальні перерізи в неінтерференційній області.

У підрозділі 4.3 розглянута область ультрарелятивістських енергій початкового електрона. Для максимальної частоти спонтанного фотона і мінімальної енергії кінцевого електрона знайдені наступні вирази:

,            .             (27)

З’ясовано, що для частот спонтанного фотона, не близьких до максимальної частоти (27), кінцевий електрон в основній області спектра випромінювання може розсіюватися у вузькому конусі вздовж хвильового вектора або вздовж напрямку імпульсу початкового електрона. Отримано відповідний парціальний переріз.

У підрозділі 4.4 розглянута нерелятивістська межа енергій електрона в інтерференційній області.У цьому випадку спонтанний фотон незалежно від енергії і кута ульоту початкового електрона вилітає у вузькому конусі протилежно хвильовому вектору :

,                                    (28)

а електрон розсіюється під кутом, який визначається із співвідношення

.                                        (29)

При цьому частота спонтанного фотона обмежена зверху величиною . Вирази для парціального перерізу в розглянутому випадку мають вигляд нерелятивістської межі виразів (25) (26) і можуть значно перевищувати відповідний парціальний переріз у неінтерференційній області.

У висновках наведено перелік і стислу характеристику найважливіших результатів дисертації.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ РОБОТИ

  1.  Процес СГВ електрона на ядрі в полі двох світлових хвиль істотно залежить від кінематики розсіювання електрона і випромінювання спонтанного фотона. Завдяки цьому можна виділити дві кінематичні області: неінтерференційну, у якій основними параметрами багатофотонності є квантові параметри Бункіна-Федорова, та інтерференційну, де параметри Бункіна-Федорова дорівнюють нулю, і роль параметрів багатофотонності виконують квантові інтерференційні параметри .
  2.  У неінтерференційній області для помірно сильних полів парціальний переріз факторизується на імовірність випромінювання (поглинання) визначеної кількості фотонів першої та другої хвиль і переріз СГВ електрона на ядрі без зовнішнього поля. У нерелятивістській межі енергій електронів знайдена умова можливості застосування дипольного наближення, відмінного від звичайно застосовуваного в подібних задачах.
  3.  Передбачено спонтанний інтерференційний гальмівний ефект для однакових лінійних поляризацій обох хвиль,  що має місце при розсіюванні електрона і випромінюванні спонтанного фотона в площині, перпендикулярній вектору поляризації хвиль. У цьому випадку електрон у процесі гальмування на ядрі і випромінюванні спонтанного фотона корельовано випромінює і поглинає однакове число фотонів обох хвиль. Для помірно сильних полів парціальний переріз факторизується на імовірність випромінювання (поглинання) цілого числа фотонів комбінаційних частот  і переріз СГВ електрона на ядрі без зовнішнього поля. Показано, що парціальний переріз СГВ в інтерференційній області може значно перевищувати відповідний парціальний переріз у неінтерференційній області.
  4.  Передбачено спонтанний інтерференційний гальмівний ефект у загальному випадку еліптичних поляризацій обох хвиль, що має місце при розсіюванні електрона і випромінюванні спонтанного фотона в площині початкового імпульсу електрона і хвильового вектора на задані кути. При цьому електрон корельовано випромінює і поглинає однакове число фотонів обох хвиль. Доведено існування верхньої межі для частоти спонтанного фотона , що істотно залежить від енергії і полярного кута ульоту початкового електрона. Кути вильоту електрона і спонтанного фотона жорстко корельовані і залежать від енергії початкового електрона. Показано, що парціальний переріз з випромінюванням (поглинанням) фотонів комбінаційних частот і випромінюванням спонтанного фотона заданої енергії та у заданому напрямку, а також розсіюванням електрона на заданий кут (корельований з кутом вильоту спонтанного фотона) може  значно перевищувати відповідний переріз у будь-якій іншій геометрії.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

  1.  Рощупкин С.П., Лысенко О.Б. Нерезонансное спонтанное тормозное излучение электрона на ядре в поле двух умеренно сильных световых волн в неинтерференционной области // Вісник СумДУ.–.–Т.1(9).–С.24-29.
  2.  Roshchupkin S.P., Lysenko O.B. Nonresonant Spontaneous Bremsstrahlung in Scattering of a Relativistic Electron by a Nucleus in the Field of Two Light Waves// Laser Physics. –.–V.9, №2.–Р. 494-503.
  3.  Рощупкин С.П., Лысенко О.Б. Спонтанный интерференционный тормозной эффект при рассеянии релятивистского электрона на ядре в поле двух световых волн// ЖЭТФ. – 1999.- Т 116.- №4(9) .–С.1210-1240.
  4.  Лысенко О.Б., Рощупкин С.П. Нерезонансное спонтанное тормозное излучение электрона на ядре в поле двух умеренно сильных световых волн // Тезисы докладов научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и студентов механико-математического факультета, посвященной 90- летию со дня рождения академика Л.Д.Ландау. - Сумы:СумГУ. –. –С.102-103.
  5.  Лысенко О.Б. Спонтанный интерференционный тормозной эффект при рассеянии электрона на ядре // Тезисы докладов научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и студентов механико-математического факультета. - Сумы:СумГУ.- 1999. –С.100-101.
  6.  Лысенко О.Б., Рощупкин С.П. Спектр тормозного излучения при рассеянии электрона на ядре в поле двух световых волн // Тезисы докладов научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и студентов механико-математического факультета. - Сумы:СумГУ.- 2000. –С.22-23.
  7.  Roshchupkin S.P., Lysenko O.B. Spektrum of bremsstrahlung by an electron scattered by a nucleus in the field of two strong light waves // 9th Annual International Laser Physics Workshop (LPHYS’). - Bordeaux, France. –. –P.17.

АНОТАЦІЯ

Лисенко О.Б. Спонтанне випромінювання електрона в полі ядра і двох світлових хвиль. –Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук  за  спеціальністю 01.04.04. –фізична електроніка. –Сумський державний університет, Суми, 2000.

До захисту подані результати досліджень, які викладені в 7 наукових працях, у яких побудована релятивістська теорія спонтанного гальмівного випромінювання при розсіюванні електрона на ядрі в полі двох еліптично поляризованих світлових хвиль, що поширюються в одному напрямку. Доведено, що є дві істотно різні кінематичні області - неінтерференційна, у якій параметрами багатофотонності є квантові параметри Бункіна-Федорова, і інтерференційна, де істотні інтерференційні ефекти і роль параметрів багатофотонності виконують квантові інтерференційні параметри. Передбачено спонтанний інтерференційний гальмівний ефект у двох випадках: частковому випадку однакових лінійних поляризацій обох хвиль і в загальному випадку еліптичних поляризацій хвиль. Даний  ефект має місце в інтерференційній області і пов'язаний із вимушеним корельованим  випромінюванням і поглинанням фотонів обох хвиль. В області помірно сильних полів, визначені перерізи спонтанного гальмівного випромінювання електрона на ядрі в даних кінематичних областях.

Ключові слова: релятивістський електрон, спонтанне гальмівне випромінювання, спонтанний інтерференційний гальмівний ефект, парціальний перетин, світлове поле.

АННОТАЦИЯ

Лысенко О.Б. Спонтанное излучение электрона в поле ядра и двух световых волн. –Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.04. –физическая электроника. –Сумской государственный университет, Сумы, 2000.

Защищается 7 научных работ, в которых построена релятивистская теория спонтанного тормозного излучения при рассеянии электрона на ядре в поле двух эллиптически поляризованных световых волн, распространяющихся в одном направлении. Показано, что имеются две существенно разные кинематические области - неинтерференционная, в которой параметрами многофотонности являются квантовые параметры Бункина-Федорова, и интерференционная, где существенны интерференционные эффекты и роль параметров многофотонности выполняют квантовые интерференционные параметры. Определены сечения СТИ при рассеянии электрона на ядре в области умеренно сильных полей в неинтерференционной и интерференционной областях. В неинтерференционной области для умерено сильных полей парциальное сечение факторизуется на вероятность излучения (поглощение) определенного количества фотонов первой и второй волн и сечение СТИ электрона на ядре без внешнего поля. В нерелятивистском пределе энергий электронов найдено условие применимости дипольного приближения, отличное от обычно применяемого в подобных задачах. Показано, что парциальное сечение СТИ в интерференционной области может значительно превышать соответствующее парциальное сечение в неинтерференционной области. Предсказан спонтанный интерференционный тормозной эффект в двух случаях: частном случае одинаковых линейных поляризаций обеих волн и в общем случае эллиптических поляризаций волн. Данный  эффект имеет место в интерференционной области и связан с вынужденным коррелированным  излучением и поглощением фотонов обеих волн. Показано существование верхней границы для частоты спонтанного фотона , которая существенно зависит от энергии и полярного угла влета начального электрона. Углы вылета электрона и спонтанного фотона жестко коррелированны и зависят от энергии начального электрона. В области умеренно сильных полей определены сечения спонтанного тормозного излучения электрона на ядре в данных кинематических областях. Показано, что парциальное сечение в интерференционной области с коррелированным  излучением (поглощением) равного числа фотонов обеих волн может значительно превышать соответствующее сечение в любой другой геометрии.

Ключевые слова: релятивистский электрон, спонтанное тормозное излучение, спонтанный интерференционный тормозной эффект, парциальное сечение, световое поле.

Abstract

Lysenko О.B. Spontaneous Emission of an Electron by a Nucleus in the Field of Two Light Wave. –Manuscript.

Thesis for a candidate degree, by speciality 01.04.04. –physical electronics. –Sumy State University, Sumy, 2000.

scientific articles are defended, in which the author has worked out of relativistic theory of spontaneous bremssrtahlung in electron-nucleus scattering in the field of two elepticaly polarized light waves propagating in the same direction. It is demonstrated that there are two substantially different kinematic region: the noninterference region, where the Bunkin-Fedorov quantum parameters serve as multiphoton parameters, and interference region, where interference effects are significant, and quantum interference parameters play the role of multiphoton parameters. Spontaneous interference bremsstrahlung effect was predicted in two cases: in the particular case linear polarizetion both waves and the common cases of elliptically polarizetion waves. That effect is in the interference region and leads to stimulated correlated emission and absorption of photons of both waves. For moderately strong fields, we find the cross sections of spontaneous bremsstrahlung by an electron scattered by a nucleus in the given kinematics regions.

Key words: relativistic electron, spontaneous bremsstrahlung emission, spontaneous interference bremsstrahlung effect, partial cross section, light-field, moderately strong fields




1. Етнічна історія села Павлівка
2. Туристический маркетинг
3. .Патологические отклонения в строении и функциях стопы Нарушение нормальных функций стопы сопровождается
4. по теме Строение классификация липидов
5. Важной стороной орфоэпии является ударение то есть звуковое выделение одного из слогов слова
6. контрольная работа должна соответствовать установленным библиографическим требованиям предъявляемым к оф
7. Реферат Что мы знаем о финансах шесть важнейших финансовых концепций
8. демократа Уолта Уитмена
9. Введение Становление в России рыночной экономики передача в частную собственность средств производств
10. Курсовая работа- Проект механического цеха
11. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата ветеринарних наук Хар
12. Административная реформа
13. Тема- Природні національні та регіональні ландшафтні парки як об~єкти регульованої рекреації та туризму
14. Глобальные сети INTERNET
15. Концепция разработана в результате изучения процессов развития и размещения производительных сил республи
16. Плазма и ее применени
17.  ТЕСТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 1 рубежный контроль- 1
18. Контрольная работа- Договор о перевозке
19. Психолого-педагогические основы формирования пространственных представлений у детей дошкольного возраста
20. I РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ Наименование товара [14] Автомобильная шина GoodYe

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе