Анотація до роботи:

Свинаренко А.А. Стохастичні ефекти у динаміці багатофотонної іоніза-ції атомних систем у полі лазерного випромінювання.- Рукопис.

Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математич-них наук за спецiальнiстю 01.04.01– фізика приладів, элементів і систем.-Одеський національний політехнічний університет Міністерства освіти і науки України, Одеса, 2004.

17

Дисертація присвячена розробці нових підходів до визначення статистич-них характе-ристик динаміки багатофотонної (БФ)іонізації атомних систем (АС) у полі стохастичного лазерного випромінювання (ЛВ) й сталому електричному полі і комп’ютерному моделюван-ню низки стохастичних, фотон-кореляційних, дифузійних, стабілізаційних ефектів, ефектів спонтанного струсу. Розроблено новий підхід до моделювання стохастичної динаміки БФ електропоглинення, вперше виявлені статистичне посилення зсувів, ширин БФ резонансів, кластеризація сильно взаємодіючих резонансів та квантовий хаос у спектрах високо розта-шованих резонансів і БФ надпорігової іонізації. Розроблені і чисельно реалізовані нові моделі стохастичної дифузії електрону по спектру шуканих резо-нансів АС в полі ЛВ у БФ режимі. Розвинуто нову схему моделювання БФ ста-білізаційної динаміки АС, яка базується на теорії БФ інтерференційної стабілізації.Нові підходи є достатньо універсальними і можуть бути застосовані для кількісного вивчення стохастичної динаміки різних систем, у т.ч., прояву хаотичних особливостей у роботі лазерних, нано-атомних систем, приладів тощо.

В роботі розв’язан комплекс задач, пов’язаних із квантовим моделюван-ням стохастичної динаміки БФ іонізації АС у схрещених сталому електричному полі та сильному полі ЛВ і з’ясуванням параметрів низки квантово-хаотичних, фотон-кореляційних, дифузійних і стабілізаційних ефектів в АС у полі ЛВ.

1). Запропонований новий подхід до моделювання статистичних характеристик нілінійної динаміки БФ іонізації АС у полі стохастичного ЛВ і зовнішньому сталому електричному полі. Подхід базується на детальному описі структури просторово-часового розподілу інтенсивності в імпульсі ЛВ і операторній КЕД техніці обчислення моментів линій БФ резонансів АС. Розроблений новий подхід до моделювання стохастичної БФ динаміки електропоглинання.

2). Проведено детальне чисельне моделювання БФ атомної динаміки для ряду АС (Na, Xe, Cs, Na^-,Cs^-) в полі стохастичного (когерентного) ЛВ (інтервал зміни інтенсивності I від ~10⁶ до ~10⁹ W/cm²; напруженість сталого електричного поля f=0,001-0,005а.е.; ширина лінії ЛВ b=310^-2,810^-2,1,510^-1см^-1). Вперше в БФ динаміці АС у полі багатомодового, стохастичного ЛВ і постійному электрич-ному полі виявлений різко виражений статистичний эфект посилення імовір-ності БФ іонізації. Показано, що зсув і ширина БФ резонансів при взаємодії АС з імпульсом стохастичного ЛВ гаусової форми і сталим електричним полем більше відповідних величин у випадку одномодового імпульсу ЛВ лоренцевої форми (когерентне світло). Для різних АС статистичний фактор посилення дорівнює 1.8-5.9 (для зсуву) та 1.4-5.2 (для ширини) із доброю узгодженістю з експериментом.

3). Виконано моделювання стохастичної динаміки БФ електропоглинання; розраховані імовірності БФ відриву у присутності однорідного електричного поля f для процесів Cs^-+n, Na^-+n (- частота ЛВ; напруженність поля ЛВ F=10⁶-10⁷В/см; хаотичне світло). При I~10⁸В/см² із зростанням f у слабкому електричному полі (f²/³<1,F²/³<1) число БФ поглинаємих фотонів n_t змень-шується, досягає мінімума при f~^3/2 і зростає при f >^3/2. При F~10⁶в/см збільшення n_t має місце при напруженості f <<5.1410⁹В/см.

4).Вперше сформульовано модель динаміки БФ процесів в АС з індукованими внаслідок збудження (де-збудження) ядра АС спонтанно-струсовими ефектами, що базується КЕД

14

формалізмі кооперативних е-ядерних процесів. Розраховані імовірності струсових 3s-4d 2-фотонних та інш. переходів в О-,Na- подібних іонах Fe для ядерного переходу в ізотопі ⁵⁷₂₆Fe з енергією g-кванта 14,41 кеВ.

5). Вперше розроблений новий підхід до моделювання нілінійної стохастичної динаміки БФ (параметр Келдиша g²>>1) НПІ АС у сильному полі ЛВ і викона-ний розрахунок двофотонної іонізаційної динаміки Mg, включаючи обчислен-ня перерізів двофотонної НПІ з використанням калібровано-інваріантного КЕД формалізму для енергій фотона ЛВ у діапазоні 0,28-0,30а.е. з попаданням кінце-вого стану АС в інтервал [123350-131477]см^-1. Показано, що перший фотон ЛВ забезпечує іонізацію АС, у той час як другий може заселяти рідбергівські резонанси, що належать серіям 4snl,3dnl,4pnp з J=0 и J=2.

6). Розрахунок перерізу двофотонної НПІ з основного стану Mg у стан J=2 з урахуванням іонізації в 3sed і 3pep відкриті канали виявив наявність у пере-різі нерегулярних кластерів сильно взаємодіючих резонансів. Вперше виявле-ний эфект квантового хаосу у спектрі високо розташованих резонансів Mg. Виділені два якісно різних типу спектру: а). діапазон ясно ідентіфікуємих, не сильно збурених резонансів; б) квантово-хаотичний діапазон, у якому має місце складний комплекс резонансів, що перекриваються і взаємодіють. Їх розподіл у діапазоні б) підкорюється розподілу Вігнера. Виявлена кластеризація резонан-сів, їх злиття у стохастичні шари, що веде до виникнення глобальної стохастичності (сценарій переходу від регулярного руху до хаосу в АС).

7). Вперше развинуто фоккер-планківську модель стохастичної дифузії РЕ по спектру високозбуждених станів, сильно взаємодіючих резонансів комплексних АС у БФ режимі. Для АС Mg розраховано часову еволюцію функції розподілу РЕ. Виявлений ефект хаотичної іонізації рідбергівських АС.

8). Запропонований новий підхід до моделювання БФ стабілізаційної динаміки АС у сильному полі ЛВ, який базується на моделі інтерференційної стабілізації у зверхсильному полі з використанням нової процедури обчислення матричних елементів БФ переходів (формалізм КЕД ТЗ). Вперше теоретично знайдений і розрахований ефект динамічної стабілізації у циркулярному стані 5gNe у сильному полі ЛВ при тривалості імпульсу 0.1пс і 1.0пс і максимальних інтенсив-ностях ЛВ I=2.1510¹³,1.210¹⁴ Втсм^-2. Розглянуто динаміку мультіосциляторної системи (система випромінюючих АС) з урахуванням скінченості між осциля-торної взаємодії. Отримано біфуркаційну діаграму у границі малої нілінійності та виявлено можливість переходу системи у режим хаосу.

15

Публікації автора:

1. Glushkov A.V., Prepelitsa G.P., Svinarenko A.A., Sensing the stochastic laser pulse structure and chaotic, photon-correlation effects in the non-linear multi-photon atomic dynamics in laser and DC electric field// Sensor Electronics and Microsyst.Technologies.-2004.- №2.-P.8-14.

2. Glushkov A.V.,Malinovskaya S.V., Chernyakova Yu.G., Svinarenko A.A., Cooperative Laser-Electron-Nuclear Processes: QED Calculation of Electron Satellites Spectra for Multi-Charged Ion in Laser Field// Int.Journ.Quant.Chem.-2004.-Vol.99, №5.-P.889-894.

3. Glushkov A.V., Ambrosov S.V., Loboda A.V., Svinarenko A.V., Chernyakova Yu. G.,Khetselius O.Yu, QED calculation of the superheavy elements ions: energy levels, radiative corrections and hyperfine structure for different nuclear models// Nucl. Phys.A.-2004.-Vol. 734.-P.e21-24.

4. Глушков А.В., Зеленцова Т.Н., Шпинарева И.М., Свинаренко А.А., Кинетика энергообмена в молекулах СF₃Вr в среде буферного газа под действием интенсивного лазерного излучения//Физика аэродисперсных cистем.-2003.-№39.-С.129-136.

5. Svinarenko A.V., Multi-photon absorption in atoms and narrow-band semicon-ductors in crossed external fields// Photoelectronics.-2004.- №13.-P.109-113.

6. Свинаренко А.А., Регулярная и стохастическая динамика мультиосцил-ляторных динамических систем // Photoelectronics.-2002.- №11.-P.81-82.

7. Глушков А.В., Лобода А.В., Свинаренко А.А., Теория нейронных сетей на основе фотонного эха и их программная реализация.-Одесса:ТЭС.-2003.-175с.

8. Svinarenko A.A., Stochastic and photon-correlation effects in the non-linear multi-photon atomic dynamics in laser and DC electric field// Proc. International conf. on Electron and Photon Impact ionization and Related Topics.-Louvain-la-Neuve (Belgium).-2004.-P.55.

9. Malinovskaya S.V., Glushkov A.V., Svinarenko A.A. , Super intense laser field action on surface and formation of the femto-second laser plasma in the porous materials// Proc. 4^th International Conf. on Photo-Excited Processes and Appli-cations.-Lecce (Italy).-2004.-Mo-P.27.

10. Malinovskaya S.V., Svinarenko A.A., Spectra of the O-and F-like multicharged ions in a ther

malized plasma and manifestation of the new laser-electron nuclear spectral effects //Proc. 17^th

International Conf. on Spectral Line Shapes.-Paris (France).-2004.-P.P-А5

11. Malinovskaya S.V., Svinarenko A.A., Dynamics of co-operative laser-electron-nuclear processes: Electron-nuclear g transition spectra in heavy ion// Proc. International Nuclear Physics Conference.-Geteborg (Sweden).-2004.-P.731.

12. Glushkov A.V., Svinarenko A.A., Multielectron atoms and negative ions in a strong laser and electric field. Multiphoton resonances. Photon-correlation effects//Proc. International Congress on Photonic, Electronic and Atomic Collisions.-Stockholm (Sweden).-2003.-P.Th-036

16

13. Glushkov A.V., Svinarenko A.A., Shpinareva I.M., QED density functional approach to atoms and molecules in a strong electric and laser fields//Proc.10^th International Conf. on the Applications of Density Functional Theory in Chemistry and Physics.-Brussels (Belgium).-2003.-P.101.

14. Glushkov A.V., Svinarenko A.A., Multi-electron atoms and ions in a strong laser and electric field. Multi-photon resonances. Short-wave laser amplification on transitions from Rydberg levels // Proc. VI International Conf. on Atomic and Molecular Pulsed Lasers (AMPL-2003).-Tomsk (Russia).-2003.-P.C23.

15. Glushkov A.V., Svinarenko A.A., Multi-electron atoms and ions in a strong laser field: Multi-photon resonances and stochastic field photon-correlation effects// Proc. 35^th Conference of the European Group for Atomic Spectroscopy.-Brussels (Belgium).-2003.-P.S6:3.

16. Svinarenko A.A., Stochastical multi-photon dynamics of the elecroabsorption in negative atomic ions in a multi-mode laser pulse// Proc. 8^th European Workshop on Quantum Systems in Physics and Chemistry.- Spetses (Greece).-2003.-P. 73.

17. Svinarenko A.A., Dynamics of neutral networks with retardation, sinphases and chaotic regimes for the multi-oscillating systems// Праці конф. молодих вчених та аспірантів “ІЕФ-2001“.-Ужгород: ІЕФ НАН України.-2001.-С.45.

18. Glushkov A.V., Svinarenko A.A., Multi-photon above threshold ionization in Mg in strong laser field: Clustering and non-linear interaction of resonances and quantum chaos // Proc. 5^th European Workshop on Quantum Systems in Physics and Chemistry.- Uppsala (Sweden).-2000.-P.113

19. Svinarenko A.A., Consistent Focker-Plank equation approach to modelling stochastical diffusion of Rydberg electron in complex atomic systems in a strong laser field // Proc. 5^th European Workshop on Quantum Systems in Physics and Chemistry.- Uppsala (Sweden).-2000.-P.114.

20. Svinarenko A.A., Stabilization of atomic systems in the super strong laser field: New theoretical scheme: Ne // Proc. Europ. Science Foundation REHE School and Workshop on Spin-Orbit Coupling in Chem. React.-Torun (Poland).-1998.-P.27.