Orientador: Carlos Alberto da Silva Lima

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Nesta Tese abordamos um tratamento não-perturbativo do comportamento de um átomo hidrogênico num campo de laser intenso, bem como os reflexos da ação deste ultimo sobre a taxa de ionização multifotônica atômica. O átomo no campo intenso ê tratado sob uma formulação que explora o uso de uma...

Resumo: Nesta Tese abordamos um tratamento não-perturbativo do comportamento de um átomo hidrogênico num campo de laser intenso, bem como os reflexos da ação deste ultimo sobre a taxa de ionização multifotônica atômica. O átomo no campo intenso ê tratado sob uma formulação que explora o uso de uma transformação unitária (translação espacial) que permite obter o potencial efetivo de Lima & Miranda, para descrição do átomo vestido pelo campo. Tomando como estado de partida o nível fundamental do átomo vestido, e levando em devida conta a parametrização, prevista nesta formulação, do potencial de ionização atômico, em função da intensidade do campo, nos foi possível deduzir uma forma fechada para a taxa de ionização multifotônica. Os limites correspondentes aos regimes particulares associados a valores baixos e altos do parâmetro l ,que descreve a intensidade do campo (descritos, no contexto de nosso trabalho, pelas designações relativas, de campos "fracos" e campos "intensos") foram obtidos explorando os comportamentos assintóticos da função principal presente na expressão geral analítica fechada, nos limites correspondentes. Em particular, no regime de intensidades por nós designado como regime de campos fracos, nossos resultados reproduzem corretamente a dependência observada experimentalmente, a saber, uma taxa de fotoionização com multiplicidade n que varia com a intensidade do laser como In.Os regimes de intensidades intermediarias e altas intensidades foram, também, analisados. Nossas predições teóricas especificas revelam um comportamento para a taxa de ionização a n fotons que, eventualmente, declinará quando forem atingidas intensidades de campo suficientemente altas

Abstract: This Thesis focus on a non-perturbative approach to describe a hydrogenic atom behavior in an intense laser field and how it affects the atomic multiphoton ionization rate. The atom in the intense field is described under a formulation which explores an unitary transformation (space...

Abstract: This Thesis focus on a non-perturbative approach to describe a hydrogenic atom behavior in an intense laser field and how it affects the atomic multiphoton ionization rate. The atom in the intense field is described under a formulation which explores an unitary transformation (space translation) to obtain the Lima & Miranda dressed atom effective binding potential. A closed form is then derived for the multiphoton ionization rate, up from the dressed-atom ground state, which takes into account the field induced parametrization of the atomic ionization potential on the laser intensity. Special limits are considered to suit the specific regimen of low or high values of the field intensity describing parameter l (quoted within the context of the present work under the relative designations of "weak" and "strong" fields) by explicitly implementing the corresponding asymptotic behavior of the main function within the closed analytical general expression. In particular, in the weak field limit, in our context, the results that were obtained correctly reproduce the experimentally observed n-photons atomic ionization rate dependence on the laser intensity I, which is well known to be represented by a growth proportional to In. Both the intermediate and strong field regimen were also analyzed. Our theoretical predictions reveal a n-photon atomic ionization rate behavior which eventually subsides, with the rate decreasing for sufficiently strong laser intensities