Беляев В.С., д.ф.-м.н.; Бочкарев С.Г., студент V курса; Быков В.П, д.ф.-м.н., в.н.с. ИОФ РАН
Московский физико-технический институт
Институт Общей физики РАН
В связи с развитием техники получения фемтосекундных лазерных импульсов и их возможного применения для осуществления реакций лазерного ядерного синтеза широко обсуждаются проблемы физики взаимодействия таких импульсов с веществом [1,2]. Эта проблема обширна и включает в себя физику атома, плазмы и ядра. В данной работе рассматривается взаимодействие отдельного атома с сильным магнитным полем, возникающим в веществе при действии на него интенсивного лазерного импульса. Сильное магнитное поле сжимает часть электронных оболочек атома к ядру. При этом электроны этих оболочек ускоряются и бомбардирует ядро, в котором в свою очередь возбуждаются внутриядерные процессы. Задача состоит в том, чтобы теоретически описать эти процессы. При этом предполагается определить те интенсивности магнитного поля и темпы его нарастания, при которых электрон достигает ядра.
В работе на основе релятивистского уравнения Дирака рассматривается движение электрона в кулоновском поле ядра и одновременно в сильном внешнем магнитном поле, обладающем аксиальной симметрией и нарастающем со временем. Выведены соотношения, определяющие поля, создаваемые движущимся электроном, а также их воздействие на движение того же электрона. Выведена система из четырех нелинейных уравнений, описывающих сжатие электронной оболочки атома к ядру под действием сильного магнитного поля, сопровождающееся магнитно-тормозным излучением. Магнитное поле, создаваемое внешними источниками, и поле излучения ускоренного электрона рассматривается на основе классической электродинамики. Полученная система дифференциальных уравнений сведена к интегральной с целью сделать ее удобной для численных расчетов. Одновременно была выведена цилиндрическая функция Грина для дифференциального уравнения Дирака. Показано, что в случае, когда электрон под действием совокупности полей достигает ядра, его энергия оказывается ультрарелятивистской. Это означает, что использование уравнения Дирака в данном случае неизбежно.
Литература
- V.I.Arefyev, V.P.Silin, S.A.Uryupin Physics Letters A255, p307 (1999)
- В.И.Арефьев, В.С.Беляев ДАН т348, с318 (1996)
