論文の概要: Acceleration and twisting of neutral atoms by strong elliptically polarized short-wavelength laser pulses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.08613v1
- Date: Fri, 16 Aug 2024 09:11:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-19 16:07:32.374044
- Title: Acceleration and twisting of neutral atoms by strong elliptically polarized short-wavelength laser pulses
- Title（参考訳）: 強楕円偏光短波長レーザーパルスによる中性原子の加速とねじれ
- Authors: Vladimir S. Melezhik, Sara Shadmehri,
- Abstract要約: 水素原子と楕円偏光レーザーパルスの相互作用における非双極子効果を約8fsの強度で10$14$W/cm$2$で検討した。
線形レーザー偏光から楕円レーザーへの遷移は、パルス伝播に沿って向き付けられた軸に対する原子のねじれにつながる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We have investigated non-dipole effects in the interaction of a hydrogen atom with elliptically polarized laser pulses of intensity 10$^{14}$ W/cm$^2$ with about 8 fs duration. The study was performed within the framework of a hybrid quantum-quasiclassical approach in which the time-dependent Schr\"odinger equation for an electron and the classical Hamilton equations for the center-of-mass (CM) of an atom are simultaneously integrated. It is shown that the spatial inhomogeneity $ \mathbf{k}\cdot\mathbf{r}$ of the laser field and the presence of a magnetic component in it lead to the non-separability of the CM and electron variables in a neutral atom and, as a consequence, to its acceleration. We have established a strict correlation between the total probability of excitation and ionization of an atom and the velocity of its CM acquired as a result of interaction with a laser pulse. The acceleration of the atom weakly depends on the polarization of the laser in the considered region (\mbox{5 eV $\lesssim \hbar\omega \lesssim $ 27 eV}) of its frequencies. However, the transition from linear to elliptical laser polarization leads to the twisting of the atom relative to the axis directed along the pulse propagation (coinciding with the direction of the momentum of the accelerated atom). It is shown that with increasing ellipticity the twisting effect increases and reaches its maximum value with circular polarization. At this point the projection of the orbital angular momentum acquired by the electron onto the direction of the pulse propagation reaches its maximum value. Further exploration of the possibilities for producing accelerated and twisted atoms with electromagnetic pulses is of interest for a number of prospective applications.
- Abstract（参考訳）: 我々は,水素原子と強度10$^{14}$W/cm$^2$の楕円偏光レーザーパルスとの相互作用における非双極子効果を約8 fs持続時間で検討した。
この研究は、電子に対する時間依存的なシュリンガー方程式と原子の中心質量(CM)に対する古典的なハミルトン方程式を同時に統合するハイブリッド量子-準古典的アプローチの枠組みの中で実施された。
レーザー場の空間的不均一性 $ \mathbf{k}\cdot\mathbf{r}$ と、その中の磁気成分の存在は、中性原子におけるCMと電子変数の非分離性をもたらし、その結果、その加速に繋がる。
我々はレーザーパルスとの相互作用により得られた原子の励起とイオン化の総確率とCMの速度との間に厳密な相関関係を確立した。
原子の加速は、その周波数の考慮領域(\mbox{5 eV $\lesssim \hbar\omega \lesssim $ 27 eV})におけるレーザーの偏光に弱い。
しかし、線形レーザー偏光から楕円レーザーへの遷移は、パルス伝播に沿って向き付けられた軸(加速された原子の運動量の方向と一致する)に対する原子のねじれにつながる。
楕円性の増加に伴い、ねじれ効果は増大し、円偏光で最大値に達することが示されている。
この時点で、電子によって取得された軌道角運動量のパルス伝播方向への投影はその最大値に達する。
電磁パルスによる加速およびねじれた原子の生成の可能性のさらなる探索は、多くの将来的な応用に注目されている。
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