Кинетические процессы в ультрахолодном ридберговском веществе

• Автор: Хихлуха, Данила Романович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Обзор и анализ литературы
1.1 Ридберговское вещество
1.2 Экспериментальные исследования ультрахолодных систем
ридберговских частиц
1.3 Теоретические исследования кинетических процессов в
ультрахолодных системах ридберговских частиц
2 Функция распределения электронов
2.1 Система уравнений баланса
2.2 Функция распределения электронов по энергиям
2.3 Вероятности переходов между ридберговскими состояниями атома
3 Коэффициент столкновительной рекомбинации и диффузия электронов в пространстве энергий
3.1 Рекомбинация в системе ультрахолодных ридберговских
частиц

3.2 Диффузионное приближение. Коэффициент диффузии
электронов
4 Определение температуры и плотности электронов в ультрахолодной системе ридберговских частиц
4.1 Уравнения для температуры и плотности электронов
4.2 Анализ экспериментальных данных
Заключение
Список литературы

Введение
Вопрос о фазовом переходе в газовой среде при экстремально низкой температуре вызывает большой интерес уже достаточно длительное время. Исследования в этой области начались в 1925 году с теоретического предсказания Бозэ-Эйнштейновской конденсации и продолжаются до сих пор. Качественное изменение свойств газовой системы при уль-транизких температурах обуславливается возникновением сильного взаимодействия между частицами.
Кроме того, учет взаимодействия приводит к вопросу о возможности образования кластеров в газе. Эта проблема по-прежнему остается актуальной и касается атомов и молекул как в основном, так и в возбужденном (ридберговском) состояниях.
Возможность фазового перехода в системе возбужденных атомов была показана в работах Э.А. Маныкина еще в 80-х годах прошлого столетия [1,2]. В этих ранних работах рассматривался газ электронов и ионов в области сильного вырождения и при температуре, близкой к нулю. Конденсированные возбужденные состояния получили название ридбергов-ского вещества. В результате теоретических исследований подобной системы ультрахолодных возбужденных состояний были предсказаны новые физические явления, связанные с образованием структуры.

• переход связанного электрона в более высокое состояние (возбуждение)
• переход связанного электрона в непрерывный спектр (ионизация уровня)
• переход свободного электрона в связанное состояние (рекомбинация на уровень)
На рис. 2.1 представлена схема переходов электрона между энергетическими состояниями, иллюстрирующая описанные процессы.
Предложенную модель удобно описывать с помощью системы кинетических уравнений баланса. Будем рассматривать к уравнений для каждого состояния с соответствующим главным квантовым числом, начиная с заданного к и до основного состояния. Кроме того в систему уравнений баланса необходимо включить уравнения для изменения температуры и концентрации свободных электронов.
= ) (Пттк ТЬккт кке кЪдСОдк (2-2)

= Е ('ПкШке ~ Пеи}) (2-3)

— Яе1 + Ягп (2-4)
где и)тк, кт-, Шке, иек — вероятности ударных переходов с уровня на уро-
вень и вероятности ударных переходов в непрерывный спектр и обратно; £еЬ (2ш — скорости потерь энергии свободных электронов соответственно на упругие и неупругие соударения.
(кг,к гй
<1пе

с1Те