法諾共振

在物理學中， 法諾共振（Fano resonance）是一種會產生非對稱線形的散射共振現象。背景和共振散射之間的干涉產生一種非對稱的線形。

基本介紹

• 中文名：法諾共振
• 外文名：Fano resonance
• 定義：會產生非對稱線形的散射共振現象
• 學科：物理學
• 相關人物：雨果·法諾
• 觀測者：埃托雷·馬約拉納

定義

在物理學中，法諾共振（Fano resonance）是一種會產生非對稱線形的散射共振現象。背景和共振散射之間的干涉產生一種非對稱的線形。此現象以義大利裔美國物理學家雨果·法諾（Ugo Fano）為名，他提出了理論來解釋電子與氦間的非彈性散射的散射線形；但是埃托雷·馬約拉納才是第一個觀測到這種現象的人。因為這是波的普遍性質，可以在很多物理及工程領域找到相關例子。

歷史

法諾線形的解釋首次出現在電子與氦的非彈性散射與自離子化中，入射電子將氦雙激發至2s2p態，形成某種的形狀共振。雙激發的氦原子射出一個激發電子後自動衰變。法諾證明入射電子的散射振幅與自離子化電子的散射振幅間的干涉，會在自離子化的能量附近形成非對稱的散射線形，峰的寬度與自離子化的半衰期的倒數十分接近。

理論解釋

法諾共振的線形來自於兩個散射振幅的干涉，一個是連續態的散射（與背景相關），另一個則是離散態的激發（與共振相關）。共振態的能量必須處於連續態（即背景）的能量範圍，此效應才會發生。在共振能量附近，背景散射的振幅隨著能量的變化通常很和緩；但共振散射的振幅的幅度及相位，變化都相當的快，從而導致了非對稱的發生。 在能量離共振能量很遠時，背景散射占主要地位。能量在共振能量左右 的範圍時，共振散射的振幅相位會差 。就是這個相位的劇烈變化造成了非對稱的線形。 法諾證明散射的總截面 約為下述形式，

其中 為共振能量的峰寬，q則為法諾變數，代表著共振散射及直接（背景）散射之間的振幅比例。如果直接散射的振幅消失，q會變成無窮大，法諾公式就會回到一般的勞侖茲曲線，

舉例

法諾共振的例子有很多，在很多領域都能找到，比如原子物理學，核物理學，凝聚態物理，電路，微波工程，非線性光學和納米光子學。