ИСТИНА

Проект направлен на исследование нового класса нелинейно-оптических явлений, возникающих при воздействии высокоинтенсивных ультракоротких импульсов оптического и XUV излучения на различные среды с целью исследования строения атомных и молекулярных орбиталей, изучения внутримолекулярной динамики с субангстремным пространственным и субфемтосекундным временным разрешением, выработки конкретных предложений по оптимизации условий генерации аттосекундных импульсов с заданными свойствами, а также развития новых подходов к проблеме распространения высокоинтенсивных ультракоротких импульсов в различных средах, и изучению взаимодействия высокоинтенсивных неклассических полей с атомно-молекулярными системами.

В рамках этапа проекта 2013 г. решались следующие научные проблемы: 1. Дальнейшее развитие и модификация имеющихся алгоритмов решения нестационарного уравнения Шредингера для квантовой системы во внешнем электромагнитном поле на суперкомпьютерах СКИФ МГУ «Чебышев» и "Ломоносов", в частности, для случая воздействия на атом поля среднего ИК диапазона частот, а также чирпированных лазерных импульсов. 2. Разработка алгоритма решения кинетического уравнения Больцмана для энергетического спектра электронов в низкотемпературной плазме, в том числе числе с учетом электрон-электронных соударений. 3. Анализ поляризационного отклика на внешнее лазерного воздействия среднего ИК диапазона частот в атомарной газовой среде и выяснение вклада в него возбужденных (ридберговских) атомов и электронной компоненты плазмы. 4. Изучение особенностей интерференционной стабилизации и стабилизации Крамерса - Хеннебергера в неклассическом электромагнитном поле. Анализ возможности введения понятия "одетого" атома в случае его взаимодействия с одномодовым неклассическим полем. 5. Исследование распространения фемтосекундных лазерных импульсов в молекулярной газовой среде с учетом вращательной динамики молекул под действием этих импульсов. На основе совместного численного решения волнового уравнения, описывающего эволюцию лазерного импульса, и уравнения Шредингера, задающего изменение квантового состояния молекул среды, проанализированы вращательная динамика молекул в лазерном поле и эволюция лазерного импульса с учетом их взаимного влияния. 6. Исследование процесса диссоциации колебательно возбуждённых гетероядерных молекул интенсивным ИК полем. Анализ влияния когерентного перезаселения колебательно–вращательных состояний молекулы на вероятность фотодиссоциации и возможности интерпретации результатов в терминах интерференционной стабилизации. 7. Анализ эволюции функции распределения электронов по энергиям в плазме, созданной при многофотонной ионизации газовой среды фемтосекундным лазерным импульсом, и поиск условий, при кторых такая среда может быть использована для усиления электромагнитного излучения субтерагерцового диапазона частот. В ходе выполнения этапа 2014 г. были получены следующие важнейшие результаты. 1. Исследовано удержание атомов в высоковозбужденных (ридберговских) состояниях в поле интенсивного фемтосекундного титан-сапфирового чирпированного лазерного импульса. Показано, что возбуждение ридберговских состояний происходит в результате многофотонного резонанса между начальным состоянием и набором возбужденных состояния вблизи границы континуума, сопровождаемого когерентным перезаселением этих состояний через континуум рамановскими переходами Λ-типа и возникновением эффекта интерференционной стабилизации. Проанализированы особенности стабилизации в лазерных импульсах с положительным и отрицательным чирпом. Исследованы конкретные особенности пленения населенности в как положительно, так и отрицательно чирпированных импульсах. 2. Исследована эволюция неравновесной плазмы канала, созданной в различных газах мощным KrF - фемтосекундного лазерного импульса. Показано, что такой плазменный канал может быть использован в качестве волновода для транспортировки и усиления радиочастотного излучения вплоть до субтерагерцового диапазона частот. На основе самосогласованного решения кинетического уравнения Больцмана для функции распределения электронов по энергиям в различных пространственных точках среды и волнового уравнения в параксиальном приближении для транспортируемого СВЧ излучения построена модель, позволяющая исследовать особенности распространения радиочастотных импульсов в плазменных волноводах. 3. В рамках последовательного квантового подхода рассмотрен процесс генерации тормозного и рекомбинационного излучения при перерассеянии электрона, образованного при ионизации в сильном поле излучения, на родительском центре. Показано, что обычно используемый полуклассический подход количественно правильно описывает спектр рекомбинационного излучения только когда вероятность ионизации атома мала по сравнению с единицей. 4. Исследована колебательно - вращательная динамика системы в поле интенсивного ИК лазера. Рассмотрены случаи квазимонохроматического и предельно короткого воздействия на ядерную подсистему. Выяснена роль когерентного перезаселения высоковозбужденных колебательных состояний на процесс диссоциации. Результаты, полученные для квазимонохроматического воздействия, интерпретируются в терминах интерференционной стабилизации.