Orientador: Luiz Carlos Moura Miranda

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: O propósito desta tese é investigar alguns aspectos teóricos relacionados com instabilidade paramétrica, relaxação por processos de muitos fonons e Espalhamento de partículas de Landau na presença de um campo de laser. No mecanismo de instabilidade paramétrica apresentamos as bases teóricas...

Resumo: O propósito desta tese é investigar alguns aspectos teóricos relacionados com instabilidade paramétrica, relaxação por processos de muitos fonons e Espalhamento de partículas de Landau na presença de um campo de laser. No mecanismo de instabilidade paramétrica apresentamos as bases teóricas para o estudo de processos não-lineares envolvendo impurezas em cristais cúbicos com estrutura da forma NaCl. Particularmente, analisamos teoricamente a possibilidade de se excitar fonons da rede com vetor de onda k elevado ao decaimento de modos de vibração localizados quando estes últimos são bombeados por lasers de infravermelho. A estimativa da potência crítica de uma fonte de laser capaz de fornecer o limiar para instabilidade paramétrica, mostra que estes processos são experimentalmente possíveis. No processo de relaxação por muitos fonons analisamos a vida média de um fonon criado por absorção da radiação eletromagnética como sendo dependente da temperatura para freqüências maiores que a máxima freqüência do cristal. Particularmente investigamos a freqüência de relaxação de muitos fonons em altas temperaturas considerando o mecanismo de espalhamento neste limite, mostra que este mecanismo é comparável ao obtido por outros autores. E por último considerando o espalhamento de uma partícula carregada por um potencial V(r) na presença simultânea de um campo magnético forte e um campo intenso de laser. Uma descrição é dada usando a aproximação de Born, a qual usa translações de espaço e momento e a técnica da função de Green. Uma aplicação é feita para o caso de espalhamento por um potencial Coulombiano. A amplitude de transição para excitação de níveis de Landau é analisada mostrando ressonância para certas condições dos campos externos

Abstract: The purpose of this thesis is to present some theoretical insights related to parametric instability multiphoton relaxation processes and scattering of a charged particle in the presence of both a magnetic field and a laser field. In the parametric instability mechanism the theoretical...

Abstract: The purpose of this thesis is to present some theoretical insights related to parametric instability multiphoton relaxation processes and scattering of a charged particle in the presence of both a magnetic field and a laser field. In the parametric instability mechanism the theoretical basis for the study of the non-linear processes involving impurities in cubic crystal with NaCl structure, is given. In particular, the possibility to excite fonons with very larg k due to decay of vibrational localized modes when these localized modes are pumping with a resonant laser field. Is discussed a rough estimate of the critical power of a laser source necessary to attain the instability threshold shows that the processes are experimentally feasible. In the multiphonon relaxation processes, the temperature dependence of the life-time of phonon created by electromagnetic radiation absorption for frequencies greater than the reststrahl frequency is calculated. In particular we analyze the multiphoton relaxation frequency in the high temperature limit considering the scattering mechanism which shows that this mechanism is in agreement with the obtained by other people. In conclusion, the problem of the scattering of a charge particle by a potential v(r) under the simultaneous presence of a strong d.c. magnetic field and an intense laser field is also considered. A description is given within the Born approximation which uses space and momentum translations and Green's function formalism. An application is made to the case of scattering by a Coulomb potential. The full resonance structure of the excitation amplitude for Landau levels transition is exhibited and discussed in connection to disclosing the effects of the external fields on the various possible resonant transitions