Соловьев Д.А. Теоретические аспекты процессов фотонного рассеяния в приложениях к прецизионным спектроскопическим экспериментам и астрофизике

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук: 1.3.3. Теоретическая физика. — Санкт-Петербургский государственный университет. Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт". — Санкт-Петербург, 2024. —307 с.
Научный консультант: доктор физ.-мат. наук, профессор, Лабзовский Л.Н.Цель исследования. Определение фундаментальных принципов, детальное описание и приложение к современным прецизионным экспериментам эффектов, связанных с процессом рассеяния на простых атомных системах.Введение
Роль асимметрии профиля линии в прецизионной спектроскопии: обзор существующих подходов
Асимметрия контура спектральной линии и нерезонансные эффекты
Амплитуда рассеяния фотона на атоме
КЭД-вывод профиля Лоренца для спектральной линии атома
Нерезонансное продолжение профиля Лоренца спектральной линии
Нерезонансный вклад в красное крыло профиля для Ly𝛼 перехода в расширяющейся Вселенной
Нерезонансные эффекты для полного сечения в случае Ly𝛼 рассеяния
Нерезонансные вклады в полном сечении рассеяния
Метод функции Грина
"Квадратичная" нерезонансная поправка в полном сечении рассеяния за счет тонкой структуры
Нерезонансная поправка в полном сечении рассеяния за счет частотной зависимости Γ𝑎(𝜔)
Нерезонансная поправка с учетом сверхтонкой структры (СТС)
Заключение по НР поправкам для Ly𝛼 перехода в полном сечении рассеяния
Нерезонансные эффекты в измерениях 1𝑠 − 2𝑠 частоты перехода
НР поправки к частоте 1𝑠 − 2𝑠 перехода для спонтанного распада комбинированного с распадом во внешнем электрическом поле
In и out КЭД формализм
Двухфотонное 1𝑠−2𝑠 возбуждение с последующим распадом во внешнем электрическом поле
Заключение по НР поправкам к частоте двухфотонного 1𝑠−2𝑠 возбуждения
Эффект квантовой интерференции (ЭКИ)
Дифференциальное сечение рассеяния: два близких резонанса
Угловые корреляции: эффект квантовой интерференции
Приложение к спектроскопии водорода
Связь между определениями частоты перехода
Участие процесса излучения в определении частоты перехода поглощения
Приложение к спектроскопии мюонного водорода
Применение к спектроскопии изотопа 3He
Двухфотонная спектроскопия водорода и гелия
Амплитуда и сечение двухфотонного рассеяния с последующим излучением одного фотона
Двухфотонная спектроскопия водорода
Эксперименты по уменьшению заселеннсоти 2𝑠 состояния
Двухфотонная спектроскопия гелия
Эффект теплового уширения
Заключение по НР поправкам
Адаптированный метод моментов для определения частоты перехода
Спектроскопия атома анти-водорода
Оценки НР поправки во внешнем электрическом поле к частоте Ly𝛼 линии H
"Квадратичная" НР поправка к частоте Ly𝛼 линии линейная по полю
Двухфотонный 1𝑠 − 2𝑠 резонанс: H и H атомы во внешнем электрическом поле
Атомы H и H во внешнем магнитном поле
Одно- и двухфотонные переходы
Вероятности перехода в различных формах и калибровках
Вероятность однофотонного излучения в приближении Паули
Двухфотонные вероятности распада 2𝑠 и 2𝑝 состояний в атоме водорода
Двухфотонный распад возбужденных уровней в водороде: неоднозначность разделения на каскадное и "чистое" двух-фотонное излучение
Двухфотонное приближение в многофотонных процессах
Распада
Вероятности излучения во внешнем электрическом поле
Вероятность распада уровня 2𝑠 в атоме водорода во внешнем электрическом поле
Двухфотонный распад 2𝑠 и 2𝑝 водородных состояний во внешнем электрическом поле
Распад высоковозбужденных состояний во внешнем электрическом поле
Заключение по распадам во внешнем электрическом поле
Искажение профиля линии в многофотонных процессах: астрофизические приложения
Эффект ЭИП: -схема уровней
Коэффициент поглощения и вероятность выхода фотона в приближении Соболева
Численные результаты: -схема уровней
Численные результаты: -схема уровней с учетом тонкой структуры
-схема уровней
𝑉 -схема уровней водорода
Полное заселение 2𝑠 состояния
Анализ профиля линии поглощения на длине волны 21 см атома водорода в межзвездной среде
Заключение
Список иллюстраций
Список таблиц
Список сокращений и условных обозначений
Библиография
Список публикаций автора диссертации