強雷射場中阿秒時間分辨的電離動力學研究

《強雷射場中阿秒時間分辨的電離動力學研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由葉地發擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：強雷射場中阿秒時間分辨的電離動力學研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：葉地發
• 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所

項目摘要

強雷射與物質相互作用涉及原子的高剝離過程、帶電粒子加速乃至超強場中的真空極化及正負電子對產生，是當今物理學的重要前沿研究領域，具有很強的基礎性與探索性。強雷射場中原子的電離過程是研究強雷射與各種複雜物質形態相互作用的基礎，展現出非微擾、多體關聯主導的複雜動力學行為。這些電離過程包括多光子電離、隧穿電離、越壘電離、高階閾上電離、非序列多重電離、自發電離、Fano共振、Auger衰變、以及原子間的庫侖衰變等新奇現象，是強場物理研究的核心問題之一。本項目旨在套用量子理論、半經典軌道模擬方法結合最新實驗進展，深入研究強場電離中多電子關聯的阿秒超快過程。對相關問題的深入研究，有助於了解極端光場中物質微觀動力學機理，為探索和操控原子分子內部阿秒尺度的電子運動及結構變化提供可借鑑的理論方案。

結題摘要

強雷射場中的原子、分子電離是強場物理研究領域長期關注的核心物理過程之一。然而，隨著阿秒科學的飛速發展，人們不斷發現強場電離的已有物理圖像並不完善，有時甚至與早期理論預言存在明顯偏差，由此引發了新一輪的研究熱潮。本項目圍繞這一頗具爭議的科研熱點，綜合運用量子從頭計算方法和經典軌道分析，通過大規模數值模擬，結合最新實驗發現，揭示了隧穿電離中的亞周期混沌散射及由此引發的超低能結構；研究了非序列雙電離中的庫侖三體問題、內殼層電子效應、關聯電子超快熱化，雙色光時閾調控；提出多原子分子經典模型以解釋多聚物中的里德堡電子囚禁及其對多聚物解離的影響；發展利用阿秒瞬態光吸收譜探測原子層面電子超快運動的新方法。這些結果一方面加深了人們對極端光場中物質微觀動力學機理的理解，同時在超快科學、精密測量等領域也展現出了誘人的套用前景。在項目執行期間（2014-2016年），我們共發表相關SCI論文8篇，其中包括Physical Review Letters 3篇，Scientific Reports 1篇，Physical Review A 4篇,同時參與撰寫專著一個章節，為相關領域的進一步深入研究提供了有益的參考。