Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто

  • 30% recurring commission
  • Выплаты в USDT
  • Вывод каждую неделю
  • Комиссия до 5 лет за каждого referral

Д. Р. ХИХЛУХА

Научный руководитель – Э. А. МАНЫКИН, д. ф.-м. н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

РЕКОМБИНАЦИЯ В УЛЬТРАХОЛОДНОЙ
РИДБЕРГОВСКОЙ ПЛАЗМЕ

При непосредственном учете малой энергии налетающего электрона получены константы скоростей переходов между связанными состояниями ридберговского атома.

В 1999 году в результате исследований газов при сверхнизких темпе­ратурах в Национальном Институт Стандартов США была впервые полу­чена так называемая ультрахолодная плазма [1]. Газ атомов ксенона, удерживаемый магнитооптической ловушкой, охлаждался лазером, а за­тем полностью ионизовывался. Одной из отличительных особенностей такой плазмы является замедление темпов рекомбинации и роста элек­тронной температуры. Несмотря на то, что этот факт вызвал широкий ин­терес, на сегодняшний день причина такого аномального поведения не установлена. Различные подходы дают противоречивые результаты раз­ной степени согласованности с экспериментальными данными.

Рекомбинацию и ступенчатое тушение связанных состояний описывают с помощью соответствующих констант переходов. В данной работе рассматриваются константы переходов между связанными состояниями РА под действием медленных электронов, т. е. когда энергия электрона меньше энергии перехода. Такие условия, в частности, выполняются в ультрахолодной плазме вплоть до состояний с главным квантовым числом p~160. Следует отметить, что в настоящее время в литературе рассматриваются константы скоростей при энергии налетающего электрона Е значительно большей энергии перехода Eif.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

При рассмотрении переходов между связанными состояниями ридберговского атома (РА) при взаимодействии с электронами, обычно используются два варианта расчета констант скоростей перехода. Один из них [2] основан на связи константы скорости перехода с сечением взаимодействия между возбужденным атомом и налетающим электроном

K = <σv>

где σ – сечение тушения или возбуждения, v – скорость налетающего электрона. Другой подход [3] связан с непосредственным определением константы скорости переходов. Для этого были использованы методы молекулярной динамики. Численно решалась задача трех тел в рамках классических взаимодействий двух электронов и ионного остова.

В работе предлагается способ расчета констант переходов при непосредственном учете малой энергии электрона. При условии E<Eif сечение возбуждения связанного состояния может быть записано в виде

σif=Const(E-Eif)1/2 ,

где Const – константа, не зависящая от энергии налетающего электрона, а Eif – пороговая энергия возбуждения состояния f из состояния i. Таким образом, получаем, что сечение возбуждения обратно пропорционально скорости электрона, а, следовательно, Kif не зависит от энергии налетающего электрона. Следует отметить, что используемые в настоящее время константы скорости увеличиваются при E→0, что дает быструю рекомбинацию и разогрев электронов, не наблюдаемые экспериментально.

Для проверки полученных формул был выполнен расчет заселенностей в рекомбинирующей ультрахолодной плазме. Расчетная модель включала в себя систему уравнений для изменения концентрации возбужденных атомов с энергией Ep в зависимости от времени, а так же законы сохранения частиц и энергии.

Представлены результаты аналогичных расчетов, выполненных в различных работах с использованием известных ранее констант скоростей переходов. Также представлены экспериментальные данные из работы [1], в которой измерялась суммарная заселенность уровней с главным квантовым числом p= 40-100. Показано, что результаты подобных расчетов не дают удовлетворительного согласия с экспериментом. В то же время использование новых констант скоростей существенно увеличивает число возбужденных атомов и приводит к лучшему согласию с экспериментальными данными. На выбранном интервале времени до 10 мкс разлет газового облака не оказывает существенного влияния на рекомбинацию, поэтому при расчетах не был учтен.

Список литературы

1.  Kulin S., Killian T. C, Bergeson S. D., Phys. Rev. Lett, 2000, т. 85, с. 31

2.  L. Vriens, A. H. Smeets, Phys. Rev. A 22,

3.  T. Pohl, D. Vrinceanu, H. R. Sadeghpour, Phys. Rev. Lett 100, 223