Физики оценили важность релятивистских эффектов при фотоионизации ридберговских состояний
Физики исследовали применимость полурелятивистского подхода при описании процессов фотоионизации в интенсивных лазерных полях. Для этого они провели подробную симуляцию облучения атома водорода, находящегося в циркулярном ридберговском состоянии, мощным лазерным импульсом инфракрасного диапазона. Ученые выяснили также, что процесс ионизации в первую очередь вызван давлением света, нежели действием электрического поля, наведенного таким импульсом. Работа опубликована в Physical Review A.
Развитие лазерных технологий открыло перед физиками новые режимы генерации света. Особый интерес представляет генерация сверхкоротких лазерных импульсов, потому что в этом случае вся энергия оказывается сконцентрирована в небольшой временной области. На сегодняшний день рекордной признана интенсивность, равная 2×1022 ватт на квадратный сантиметр. При воздействии таких сильных полей поведение вещества становится совершенно иным. Это, в свою очередь, требует пересмотра теоретических подходов к его описанию. На квантовом уровне речь идет в первую очередь про учет релятивистских (то есть проявляющихся на скоростях, сопоставимых со скоростью света) эффектов.
Задача полного объединения квантовой механики и специальной теории относительности была решена Дираком в 1928 году. Он вывел уравнение, которое обобщало уравнение Шрёдингера на релятивистский случай. Оба этих уравнения определяют то, как будет развиваться состояние системы во времени, однако решение уравнения Дирака, как аналитически, так и численно, более трудоемко, чем решение уравнения Шрёдингера. Это заставляет физиков искать новые приближенные методы, которые, опираясь на уравнение Шрёдингера, позволяют учесть какие-либо релятивистские эффекты с достаточной точностью. В новой работе группа ученых из Норвегии и Швеции при участии Тор Челльсон Линблом провела апробацию одного из таких методов.