Raaazem…!!! Trochę o niesekwencyjnej jonizacji

Prezentacja na temat: "Raaazem…!!! Trochę o niesekwencyjnej jonizacji"— Zapis prezentacji:

1

2 Raaazem…!!! Trochę o niesekwencyjnej jonizacji
Jakub Prauzner-Bechcicki ZOA IF UJ Kraków, dn. 4 października 2004

3 Współpracownicy Jakub Zakrzewski Krzysztof Sacha Bruno Eckhardt

4 Plan Co widzimy? Co myślimy, że widzimy? Istotna dygresja
Popatrzmy lokalnie Zasymulujmy Wnioski

5 Krótki, spolaryzowany impuls laserowy
Co widzimy? Oś polaryzacji Atom* Oś polaryzacji Pomiary: 1) Pędy jonu równoległe i prostopadłe do osi polaryzacji, 2) Pędy elektronów Krótki, spolaryzowany impuls laserowy (220 fs, 800 nm, 10¹ W/cm²) *Już robi się eksperymenty na molekułach

6 Co widzimy? Xe N2 O2 Ar Ip (Ar+) = 15.76 eV Ip (N2+) = 15.58 eV
Guo et al., PRA 58, R4271 (1998): Xe Ip (Ar+) = eV Ip (N2+) = eV Ip (Xe+) = eV Ip (O2+) = eV N2 O2 Ar

7 Co widzimy? Eremina et al., PRL 92, 173001 (2004): Weber et al.,
Nature 405, 658 (2000): Argon Pęd elektronu 1 wzdłuż osi polaryzacji Pęd elektronu 2 wzdłuż osi polaryzacji O2

8 Co myślimy, że widzimy? I. Tunelowanie: II. Wtórne rozproszenie:
III. Stan wysoko wzbudzony (atomu, bądź molekuły):

9 Co myślimy, że widzimy? ! III. Stan wysoko wzbudzony:
Podwójna niesekwencyjna jonizacja Pojedyncza jonizacja ! Podwójna sekwencyjna jonizacja UWAGA: te procesy nam przeszkadzają

10 Istotna dygresja ATOM Potencjał opisuje oddziaływanie:
Jądro – elektron{1,2} Elektron1 – elektron2 Elektrony - pole Oś polaryzacji Oś polaryzacji wyznacza oś symetrii

11 Istotna dygresja MOLEKUŁA Potencjał opisuje oddziaływanie:
Oś polaryzacji MOLEKUŁA Potencjał opisuje oddziaływanie: Jądro{1,2} – elektron {1,2} Elektron1 – elektron2 Elektrony - pole Oś polaryzacji wyznacza oś symetrii jedynie w przypadku gdy molekuła jest ustawiona równolegle do osi polaryzacji

12 Popatrzmy lokalnie

13 Zmiana energii siodła wraz ze zmianą odległości między jądrami
Popatrzmy lokalnie Zmiana energii siodła wraz ze zmianą kąt nachylenia molekuły względem osi polaryzacji Zmiana energii siodła wraz ze zmianą odległości między jądrami VS VS

14 Zasymulujmy Silne oddziaływania Brak pamięci
Ekstra warunki: (xi2+yi2)1/2<85a.u. Start ze szczytu impulsu z losowaną fazą Brak pamięci Położenie i pęd elektronów losujemy z rozkładu mikrokanonicznego (UWAGA: zi=0) dla energii z przedziału –I do –I+3.17Up

15 Nachylenie molekuły względem osi polaryzacji θ=0
Zasymulujmy Nachylenie molekuły względem osi polaryzacji θ=0 Impuls 70fs, λ=800nm, I=1.7*1014 W/cm2 Molekuła azotu d=1.094Å E=-0.3 Impuls 3fs, λ=800nm, I=1.7*1014 W/cm2 Molekuła azotu d=1.094Å E=-0.3 p1|| p2|| p1|| p2||

16 Zasymulujmy θ=0 θ= π/2 θ=π/4 p1|| p1|| p2|| p2||
Impuls 3fs, λ=800nm, I=1.7*1014 W/cm2 Molekuła azotu d=1.094Å E=-0.3 p1|| p2|| θ=π/4 p2|| p1|| θ= π/2

17 Nachylenie molekuły względem osi polaryzacji θ=0
Zasymulujmy Nachylenie molekuły względem osi polaryzacji θ=0 Impuls 3fs, λ=800nm, I=1.7*1014 W/cm2 Molekuła azotu d=1.094Å E=-0.3 Impuls 3fs, λ=800nm, I=1.7*1014 W/cm2 Molekuła tlenu d=1.207Å E=-0.3 p1|| p2|| p1|| p2||

18 Nachylenie molekuły względem osi polaryzacji θ=0
Impuls 3fs I=1.7*1014 W/cm2 E=-0.3 Zasymulujmy Molekuła tlenu d=1.207Å Nachylenie molekuły względem osi polaryzacji θ=0 λ=800nm Impuls 3fs I=2*1014 W/cm2 E=-0.05 Impuls 70fs I=2*1014 W/cm2 E=-0.05 p1|| p2|| p1|| p2||

19 Wnioski DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!!!
W eksperymentach na atomach (np. Ar) i niektórych molekułach (np. N2) widać dominację niesekwencyjnej jonizacji. W doświadczeniu z molekułami tlenu, O2, charakterystyczny rozkład końcowych pędów jest niewidoczny. Model teoretyczny rozwinięty dla atomów daje się łatwo zaadaptować do badań molekuł. Z punktu widzenia klasycznej analizy nie powinno się obserwować w eksperymencie różnic między molekułami azotu i tlenu istotną rolę może odgrywać proces tworzenia się wysokowzbudzonego stanu molekuły (symetria orbitalu walencyjnego – bonding vs. antibonding) konieczne kwantowe rachunki. DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!!! Użycie krótszych i silniejszych impulsów laserowych powinno zmniejszyć liczbę aktów sekwencyjnej jonizacji.

20 Lit. Guo et al., PRA 58, R4271 (1998) Weber et al., Nature 405, 658 (2000) Eremina et al., PRL 92, (2004) B. Eckhardt, K. Sacha, Phys. Scr. T90, 185 (2001) K. Sacha, B. Eckhardt, Phys. Rev. A 63, (2001) K. Sacha, B. Eckhardt, Phys. Rev. A 64, (2001) B. Eckhardt, K. Sacha, Europhys. Lett. 56, 651 (2001) K. Sacha, B. Eckhardt, J. Phys. B 36, 3923 (2003) JPB, K. Sacha, B. Eckhardt, J. Zakrzewski, e-print: physics/ wysłane do Phys. Rev. A JPB, K. Sacha, B. Eckhardt, w przygotowaniu