Возмущенные ридберговские состояния

• Автор: Дорофеев, Дмитрий Львович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 77 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Резонансные возмущения ридберговских состояний
1.1. Введение
1.2. Основной формализм
1.3. Численные оценки
1.4. Выводы к главе
2. Перемешивание ридберговских состояний, вызванное взаимодействием с движущимся ионом
2.1. Введение
2.2. Общие уравнения
2.3. Неподвижный ион + стороннее постоянное поле
2.4. Коллинеарно движущийся ион + стороннее постоянное поле
2.5. Неколлинеарно движущийся ион + стороннее постоянное поле
2.6. Сравнение с классической моделью
2.7. Выводы к главе
3. Ридберговские состояния в полярных молекулах со сложным остовом
3.1. Введение
3.2. Учет ГР -удвоения остовных состояний
3.2.1. Качественное рассмотрение
3.2.2. Основные уравнения
3.2.3. Предельные случаи
3.2.4. Вариационный метод
3.2.5. Теория возмущений
3.2.6. Обсуждение

3.3. Учет различных типов связи остовных моментов
3.3.1. Схемы связи по Хунду в остове
3.3.2. Точное решение для ридберговского электрона
3.3.3. Диабатические квантовые дефекты
3.3.4. Выводы к разделу
Заключение
Литература

Введение
Ридберговские состояния атомов и молекул являются объектом активных исследований как теоретиков, так и экспериментаторов, продолжающихся уже в течение нескольких десятков лет. С точки зрения теоретической физики эти состояния весьма интересны, поскольку позволяют понять и до конца рассчитать многие важные процессы, возникающие при взаимодействии атомов и молекул с внешними полями, не осложненные многочастичными эффектами, характерными для основных и низколежащих состояний этих систем. Именно по этой причине целый ряд теоретических результатов, полученных в рамках упрощенных, модельных представлений об атомах и молекулах задолго до “ридберговской эпохи”, оказались применимыми для ридберговских состояний после того, как эти состояния стали исследоваться в лабораторных условиях.
Сравнительная простота теоретического описания ридберговских состояний связана прежде всего с их водородоподобностью. Высоковозбужденный электрон большую часть времени проводит на значительных расстояниях от атомного остова, где его взаимодействие с остовом определяется в основном ку-лоновским потенциалом последнего. Этот факт имеет решающее значение для одночастичной теории ридберговских атомов и молекул. Оказывается возможным эффективно учесть основные отклонения реального атомного потенциала от кулоновского с помощью поправки к главному квантовому числу электрона, называемой квантовым дефектом. Ясно, что при таком подходе в квантовых дефектах будут отражены все “неводородоподобные” эффекты, т. е. возмущения ридберговских состояний [1, 2]. Сюда относятся как многочастичные эффекты, так и некулоновские (мультипольные) члены, входящие в эффективный потенциал атомного или молекулярного остова. Измеряя эти возмущения или, что то же, квантовые дефекты в эксперименте, можно получить информацию о характере различных внутриатомных или внутримолекулярных взаимодействий, вызывающих эти возмущения. Важность этого факта тем оче-

2.5. Неколлинеарно движущийся ион + стороннее постоянное поле
Мы называем ионное движение ноколлинеарным если векторы г,;(()). Е0 неколлинеарны. Этот случай является наиболее общим и наиболее интересным, так как в этом случае возникает т-перемешивание.
Введем т-засслснности
4.(0 = 53 !“'»(*)I2»
1=т
где штрих введен для различия обозначений I- и m-заселенностей. Введем также заселенности отдельных /m-состояний wim(t) = щт2.
Величины w'm(t), wim(t) зависят от ориентации лабораторной системы координат (в отличие от /-заселенностей, которые инвариантны по отношению к вращениям лабораторной системы координат). Поэтому необходимо сделать следующее замечание о значении термина “га-перемешивание”. Утверждение “поле, обладающее осевой симметрией, не вызывает m-перемешивания” подразумевает, что 2-ось направлена вдоль оси симметрии поля. Если эти оси не совпадают, то наблюдается “фиктивное” m-перемешивание, связанное с “плохим” выбором системы координат. Принципиально иная ситуация имеет место в случае поля не обдадающего осевой симметрией. В этом случае т-перемешивание наблюдается при любой ориентации системы координат. Таким образом утверждение “поле вызывает m-перемешивание” следует понимать как “т-перемешивание, вызываемое данным полем, не может устранено никаким поворотом системы координат”.
Также следует сделать некоторое уточнение относительно термина “статистическое перемешивание”. Если имеет место только 1-перемешивание, то мы называем его статистическим если оно приводит к равномерному распределению усредненных по времени /-заселенностей: (ivi(оо)) ~ 1/п. Если же имеется как /- так и m-перемешивание, то мы называем его статистическим если оно приводит к равномерному распределению усредненной по времени заселенности по всем значениям / и т (wim(t)) ~ 1 /п2, независимо от ориентации системы координат. В этом случае (гщ(оо)} ~ (21 + 1 )/п2, и {ш(оо)) ~ (n — |m|)/n2.
Теперь рассмотрим временную динамику перемешивания в неколлинеарном случае. Так же, как и в коллинеарном случае, мы рассматриваем сначала случай Е0 = 0, а затем Е0 ф 0.