強外場中原子、分子動力學的半經(jīng)典理論研究.pdf

1、山東師范大學博士學位論文強外場中原子、分子動力學的半經(jīng)典理論研究姓名：李洪云申請學位級別：博士專業(yè)：原子與分子物理指導教師：林圣路20080408山東師范大學博士學位論文強外場中原子、分子動力學的半經(jīng)典理論研究——多通道量子虧損理論和半經(jīng)典散射矩陣方法中文摘要激光理論和技術(shù)的發(fā)展極大地改變了原子分子物理學的面貌，人們關(guān)注的焦點開始由側(cè)重能級結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向相關(guān)的動力學性質(zhì)。特別是由于實驗室中短脈沖、高強度激光器的出現(xiàn)，使得原子的高激發(fā)里德堡態(tài)的

2、制備和探測成為可能，從而推動了光與物質(zhì)的相互作用、波函數(shù)的時空演化、多體效應(yīng)、強場譜學、規(guī)則一混沌過渡以及經(jīng)典一量子對應(yīng)等基本問題的研究。里德堡原子具有長壽命、寬碰撞截面、對外場敏感的特點，因而成為場和粒子相互作用的有效探針并得到廣泛應(yīng)用，如原子芯片實驗可實現(xiàn)對原子壽命的有效控制和存儲，它在凝聚態(tài)物理和原子物理前沿領(lǐng)域開辟了新的研究途徑，除了容易應(yīng)用以及固態(tài)表面可作為原子干涉器的潛在應(yīng)用外，它們提供了一個理想環(huán)境使得其中的原子可以集成并

3、可連接到微電路器件上；實驗室靜場中動力學觀測可模擬天體物理極端條件下的強場效應(yīng)；用短脈沖激發(fā)制備的里德堡波包態(tài)可以在多個維度上實現(xiàn)相干壓縮，達到測不準關(guān)系的最小值已成為研究經(jīng)典極限的理想途徑；高激發(fā)的里德堡原子、分子的空間尺度可達納米甚至微米量級，因而可作為微腔輸運、粒子從勢場中逃逸等基本問題的理論模型并在微電子器件的設(shè)計中有重要應(yīng)用。在理論研究中，強場中的里德堡原子體系是研究經(jīng)典和量子對應(yīng)的典型范例，也是可以展示規(guī)則運動向混沌運動過渡

4、并可用于探討“量子混沌“形態(tài)的僅有的幾個實際存在的低維體系之一。上世紀70年代以來，由于面對復(fù)雜的原子和分子高維度、強關(guān)聯(lián)、非線性的不可積體系，完全的量子力學求解已不可能，各種半經(jīng)典理論方法應(yīng)運而生。在探索強外場中多電子原子的光吸收譜的共振現(xiàn)象時，微擾論不再適用，又不能分離變量，著眼于大標度范圍的有限分辨率下譜分析的閉合軌道理論是一個經(jīng)過檢驗行之有效的半經(jīng)典理論方法，因為它準確地反映了量子躍遷中普遍隱藏著的多周期現(xiàn)象。其核心思想則是采用