Автореферат (1143483), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Показать, что учет квантованных электромагнитных полей приводит с интенсивной генерации квантово-запутанных фотонов.8. Теория и расчёт спектров переизлучения ультракоротких импульсов электромагнитного поля и сечений ионизаций при столкновении с ионами надинамических мишенях.Апробация работы и публикации.11Результаты, вошедшие в диссертационную работу, многократно докладывались и обсуждались на семинарах теоретического сектора отдела мощныхлазеров Института общей физики РАН имени А.
М. Прохорова (г. Москва),семинарах центра теоретической физики Северного(Арктического) федерального университета (г. Архангельск), семинарах Объединённого института ядерных исследований (г. Дубна), семинаре Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского, семинаре каф. теор. физ и астрономии Российского педагогического государственного университета им. А.И. Герцена (г.Санкт-Петербург), семинаре каф. теор. физ.
Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Материалы диссертации обсуждалисьна всероссийских и международных конференциях, наиболее важные из которых: XIX- конференция и школа по фундаментальной атомной спектроскопии(ФАС - XIX, 22 - 29 июня 2009 г., Архангельск - Соловки), XX международная конференция "Взаимодействие ионов с поверхностью"(ВИП - 2011, 25 - 29августа 2011 г., Звенигород), XX- конференция по фундаментальной атомнойспектроскопии (ФАС - XX, 23 - 27 сентября 2013 г., Воронеж), XXII международная конференция "Взаимодействие ионов с поверхностью"(ВИП - 2015, 20 24 августа 2015 г., Москва), 12th European Conference on Atoms Molecules andPhotons (ECAMP 12, Frankfurt am Main, Germany, September 5th to 9th, 2016) ,The International Conference on Many Particle Spectroscopy of Atoms, Molecules,Clusters and Surfaces (MPS-2016, Moscow, Russia, August 23 until August 26,2016), XXV cъезд по спектроскопии (г.
Троицк, Москва, 3-7 октября 2016г.).Публикации.По материалам диссертации опубликовано 51 печатных работ из них 33работы в рецензируемых журналах из списка ВАК, из которых: 10 - Письма вжурнал экспериментальной и теоретической физики (JETP Letters), 8 - Журнал экспериментальной и теоретической физики (JETP), 4 - Письма в журналтехнической физики (JTP Letters), 3 - Журнал технической физики (JTP), 2 EPJ Web of Conferences, 1 - Physical Review A, 1 - Annalen der Physik, 1 - ChinesePhysics C, 1 - Оптика и спектроскопия (Optics and Spectroscopy), 1 - Теоретическая и математическая физика (TMP), 1 - Вестник поморского гос. университета им.
М.В. Ломоносова, а также в материалах всероссийских и международныхконференций. Кроме того, опубликованы 2 монографии по теме исследования,2 отчёта по НИР и 2 препринта. Полный список публикаций приведён в конце12автореферата и диссертации [A1 - A51].Личный вклад автора по теме диссертации является определяющим изаключается в выборе направления и постановке задач исследования. Из работ по теме диссертации, выполненных в соавторстве, включены результаты,которые были получены лично автором или при его определяющем участии впостановке задач и разработке методов их решения.
Также автором были самостоятельно разработаны алгоритмы и программы с использованием языковпрограммирования C++ и MATHEMATICA, произведены численные расчёты.Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шестиглав, заключения и содержит 327 страниц, 49 рисунков, 4 таблицы и 7 приложений. Список литературы включает 208 наименования.Краткое содержание работыВ введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи, представлена научная новизна и практическая значимостьполученных результатов. Приведены основные положения, выносимые на защиту, а также сведения об апробации работы и личном вкладе автора, структураи объём диссертации.В первой главе развита непертурбативная теория расчётов эффектакратности столкновения, а именно - многократной обдирки структурных тяжёлых ионов при столкновениях с двухатомными молекулами, а также потерьэнергии таких ионов на многоатомных системах.
Глава состоит из четырёх разделов.В разделе (1.1) предлагается теория и метод расчёта в эйкональном приближении сечений ионизации одноэлектронного тяжёлого снаряда при столкновении с двухатомной молекулой [A1, A2, A3]. В качестве примера рассмотренслучай F e25+ + N2 , где потенциал действующий на электрон снаряда со стороны молекулы выбирался в методе нейтральных атомов [17]. Расчёт сеченияионизации проводился в дипольном подходе.
На основании численных расчётовпоказано, что существует эффект кратности столкновении, когда снаряд, возбужденный в результате столкновения с первым ядром молекулы, не успеваетперейти в основное состояние и претерпевает столкновение со вторым ядроммолекулы, находясь в возбужденном состоянии. Не трудно убедиться, что, если13направление движения снаряда близко по ориентации с осью молекулы, то всечения возбуждения и ионизации снаряда заметную поправку может вноситьучет двух последовательных столкновений иона с атомными остовами, входящими в состав одной молекулы. Действительно, если ввести δ1 (θ) = σ(θ)−σ(π/2)σ(π/2)(σ(θ) - сечение ионизации как функция от угла между векторами скорости ивектором соединяющий два центра молекулы ) то, как видно из рисунка 1 прирасчёте, поправка δ1 (θ) значительно изменяется при изменении ориентации осимолекулы.В разделе (1.2) развита теория по расчёту сечения многократной ионизации [A5, A6].
Были рассчитаны сечения многократной обдирки ионов железаF eq+ (q = 25, 24, 26) при столкновениях с молекулами азота N2 для энергийналетающих ионов 10, 100 и 1000 MeV/u (МэВ/нуклон). Например, результаты расчетов величины δ(θ) - относительной поправки к сечениям однократной,двукратной и тройной обдирки снаряда для столкновений литийподобного ионаF e23+ с молекулами N2 для энергий налетающего иона 100 MeV/u в зависимости от угла ориентации молекулы представлены на рисунке 2Рис. 1. Зависимость относительной поправки δ1 (θ) от угла ориентации θ(в радианах) для столкновений F e25+ + N2 притрёх значениях энергии: мелкий пунктир- E=1000MeV/n, пунктир - E=100MeV/n,сплошная - E=20MeV/n.Рис. 2. На этих рисунках сплошная линия значения поправки δ(θ) для однократной обдирки, длинный пунктир для двукратной обдирки, короткий пунктир для трехкратнойобдиркиВ разделе (1.3) представлена непертурбативная теория потерь энергиииона на сложных молекулах [A3] за счет возбуждения и ионизации электроновиона.
Показано, что потери на молекуле состоят из суммы потерь на каждойкомбинации пар атомов, входящих в состав молекулы. В качестве примеров рассмотрены потери энергии ионами железа при столкновениях с молекулой XeF414и нанотрубкой C300 , показано, что эффект кратности столкновений приводит кзначительным изменениям эффективного торможения при изменении ориентации мишени (изменения до 10 раз!), при хаотической ориентации этот эффектмалозначителен.Ранее считалось, что обдирка ионных пучков на твердом теле не сильнозависит от выбора этого тела.
В разделе (1.4) показано [A33], что используяэффект кратности столкновения можно существенно увеличить обдирку ионного пучка используя наноструктурированные мишени. Этот эффект можетбыть использован в ускорительных комплексах, для обдирки тяжелых ионов,что является интересным и перспективным направлением.Во второй главе представлена теория и расчёт ионизационных потерьэнергии при столкновении быстрых заряженных частиц с атомами, где введенанепертурбативная оболочечная поправка [A4, A7, А8, А9].
Показано, что учетнепертурбативных оболочечных поправок приводит к заметному улучшениюсогласия с экспериментом по сравнению с расчетами по формуле Бете-Блохасо стандартными поправками. Показано, что теория Бете-Блоха появляется вчастном случае нашего подхода. Также установлено, что непертурбативная оболочечная поправка может давать вклад до 50% к теории Бете-Блоха. Такжеразвита теория ионизационных потерь энергии в модельном подходе и теорияионного распыления твёрдых тел в виде кластеров [A19, A22, A27].В разделе (2.1) развита теория расчёта поправки Блоха на свободных электронах в приближении эйконала [A7, A9].В разделе (2.2) найдена погрешность приближения при расчёте поправкиБлоха на свободных электронах [A9]. Показано, что использование приближения эйконала является естественным путем получения поправки Блоха, допускающим корректный предельный переход от рассеяния ограниченных в пространстве волн к рассеянию неограниченных волн.
Оценены погрешности такого перехода и области изменения переданных импульсов и углов рассеяния,вносящих основной вклад в поправку Блоха. Показано в общем виде, что нареальных атомах будет существовать некоторая коррекция к поправке Блоха.В разделе (2.3) развита теория расчёта потерь энергии иона при столкновении с атомом водорода в приближении эйконала, где показано, какую погрешность несут сделанные предположения при выводе поправки Блоха [A4,A9].15В разделе (2.4) представлены результаты численных расчётов потерь энергии иона при столкновении с атомом водорода в приближении эйконала [A4].Также приведено сравнение с результатами теории Бете-Блоха, где показано,что расчёт предложенным методом может давать существенный вклад по отношению к теории Бете-Блоха, до 50 %.
Если представить потери энергии в видеκ = 4πLEik , тоLEik = 4πη 2 LBete + ∆LBloch + ∆L ,(1)∆L - наша поправка. Например, представим результаты расчётов значения относительной непертурбативной поправки δ = ∆L/(LBete + ∆LBloch ) в зависимости от скорости столкновения, рисунок 3.Рис. 3. Зависимость относительной непертурбативной поправки δ от относительной скоростистолкновения v для четырёх значений заряда частицы Z при столкновении с атомом водорода. Значения v в атомных единицах отложены на горизонтальной шкале, а безразмерныеδ - на вертикальной. На горизонтальной оси использован логарифмический масштаб.В разделе (2.5) проведены оценки полученных выражений и найдена аналитическая аппроксимация для расчёта нашей поправки ∆L [A8], где∆L = γ + K0 (2x) + ln(x),(2)где γ = 0, 5772 - постоянная Эйлера, x == (2β)1/2 Z/v 2 , β = 0, 141, так, чтоx = 0, 531Z/v 2 .В разделе (2.6) развита теория непертурбативной оболочечной поправкидля сложного атома, на основании которой получена формула, для потерь энер-16гии, в аналитическом виде [A8].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
