РАССЕЯНИЕ Электрона на ядре В ДВУХМОДОВОМ ИМПУЛЬСНом ЛАЗЕРНОМ ПОЛЕ

 

А. А. Лебедь,  С. П. Рощупкин  

 

Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы

 

Изучается процесс рассеяния электрона на ядре в поле двух однонаправленных импульсных лазерных волн. Исследование проводится в рамках первого борновского приближения по взаимодействию электрона с кулоновским полем ядра, когда электрон при рассеянии обменивается с ядром одним фотоном. Взаимодействие с внешним лазерным полем учитывается точно путем использования функций Волкова, как решений уравнения Дирака для электрона в поле плоской волны. При рассеянии электрона на ядре могут наблюдаться многофотонные процессы, связанные с вынужденным излучением и поглощением электроном во внешнем лазерном поле. Внешнее поле лазера рассмотрено, как суперпозиция двух плоских квазимонохроматических волн.

Для изученного ранее рассеяния электрона на ядре в поле двух монохроматических волн был обнаружен интерференционный эффект. Суть эффекта состоит в том, что при определенной кинематике процесса, излучение и поглощение фотонов внешних волн происходит коррелированным образом. Вероятности вынужденных процессов в этой интерференционной кинематике обычно выше, чем в другой кинематической области.

Было получено аналитическое выражение для дифференциального сечения рассеяния электрона на ядре в поле двух импульсных лазерных волн в виде:

                                                     .                                                        

Сечение имеет вид суммы по парциальным компонентам, каждая из которых отвечает вынужденным процессам с определенным количеством фотонов первой и второй волны. Если пренебречь энергетическими поправками по внешнему полю, то сечение  переходит в обычное сечение рассеяния электрона на ядре (сечение Мотта). Функция  определяет вероятности вынужденных процессов с участием фотонов первой и  фотонов второй волны:

.

Учет импульсного характера лазерного поля приводит к появлению интеграла. Он включает сумму по функциям Бесселя с аргументами, которые выступают как параметры многофотонности для рассматриваемого процесса.

На рисунке представлено характерное распределение сечения по парциальным процессам в единицах сечения в отсутствие внешнего поля. Ширина распределения определяет ширину энергетического спектра конечного электрона при фиксированном направлении рассеяния. Пик в распределении отвечает интерференционной кинематике рассеяния.