Fotojonizacija

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Fotojonizacija uz pomoć kvazarskih snopova omogućuje detekciju prethodno nevidljivih vlakana u dalekom svemiru.[1]

Fotojonizacija je fizički proces u kojem se jon formira prilikom interakcije fotona sa atomom ili molekulom.[2]

Efikasni presek[uredi | uredi izvor]

Fotojonizacija se ne odigrava pri svim sudarima atoma ili molekula sa fotonom. Verovatnoća fotojonizacije je vezana sa fotojonizacionim efikasnim presekom, koji zavisi od energije fotona i energije čestice sa kojom foton interaguje. Za foton čija je energija ispod energije jonizacije mete, verovatnoća fotojonizacije je približno jednaka nuli.

Razvojem pulsnih lasera moguće je stvoriti veoma intenzivan i koherentan snop svetla, pa može doći do višefotonske jonizacije. Na većim intenzitetima (1015–1016 W/cm2 infracrvenog ili vidljivog svetla), mogu se primetiti i neperturbacioni fenomeni kao što su jonizacija sa suzbijanjem barijere[3] (engl. barrier suppression ionization) i jonizacija sa ponovnim rasejanjem[4] (engl. rescattering ionization).

Višefotonska jonizacija[uredi | uredi izvor]

Više fotona čija je energija ispod minimalne energije potrebne za jonizaciju čestice mogu kombinovati svoje energije; njihova ukupna energija će u tom slučaju biti dovoljno velika i doći će do jonizacije čestice. Verovatnoća za ovakav fenomen je manja što je broj potrebnih fotona veći. Razvojem pulsnih lasera ovo postaje moguće. Ispod otprilike 1014 W/cm2, verovatnoća apsorpcije N fotona emitovanih sa lasera intenziteta I srazmerna je IN. Za veće intenzitete ova verovatnoća ne važi zbog javljanja Štarkovog efekta[5].

Rezonantno pojačana višefotonska jonizacija (engl. Resonance-enhanced multiphoton ionization - REMPI) je tehnika primenjena na spektroskopiju atoma i malih molekula u kojoj se podesivi laser koristi za pristup pobuđenom međustanju.

Jonizacija iznad praga[6] (engl. Above threshold ionization - ATI) je nadgradnja višefotonske jonizacije gde se apsorbuje mnogo više fotona nego što je potrebno za jonizaciju atoma. Višak energije daje emitovanom elektronu veću kinetičku energiju nego u slučaju kada se jonizacija vrši sa energijom koja odgovara energiji jonizacije ili je malo veća od nje. Sistem tada ima više pikova u fotoelektronskom spektru koji su razdvojeni energijama fotona; ovo ukazuje da elektron ima veću kinetičku energiju nego u običnom slučaju, kada je njihov broj minimalan.

Tunelujuća jonizacija[uredi | uredi izvor]

Kada se intenzitet lasera dalje povećava ili kada je talasna dužina veća nego u režimu višefotonske jonizacije, može se primeniti kvazistacionarni pristup. Dolazi do distorzije atomskog potencijala tako da postoji niska i uska barijera između vezanog stanja i kontinuuma. Tada elektron može da tuneluje kroz barijeru, a ako je distorzija veća, može je i preći. Ovi fenomeni se zovu tunelujuća jonizacija (engl. tunnel ionization) i jonizacija sa prelaskom barijere (engl. over-the-barrier ionization).

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ „Hubble finds ghosts of quasars past”. ESA/Hubble Press Release. Pristupljeno 2 april 2016.  Proverite vrednost paramet(a)ra za datum: |access-date= (pomoć)
  2. ^ IUPAC. „photoionization”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  3. ^ Delone, N. B.; Krainov, V. P. (1998). „Tunneling and barrier-suppression ionization of atoms and ions in a laser radiation field”. Physics-Uspekhi. 41 (5): 469—485. Bibcode:1998PhyU...41..469D. doi:10.1070/PU1998v041n05ABEH000393. 
  4. ^ Dichiara, A.; et al. (2005). „Cross-shell multielectron ionization of xenon by an ultrastrong laser field”. Proceedings of the Quantum Electronics and Laser Science Conference. 3. Optical Society of America. str. 1974—1976. ISBN 978-1-55752-796-7. doi:10.1109/QELS.2005.1549346. 
  5. ^ Protopapas, M; Keitel, C H; Knight, P L (1. 04. 1997). „Atomic physics with super-high intensity lasers”. Reports on Progress in Physics. 60 (4): 389—486. doi:10.1088/0034-4885/60/4/001. Pristupljeno 2 april 2016.  Proverite vrednost paramet(a)ra za datum: |access-date= (pomoć)
  6. ^ Agostini, P.; et al. (1979). „Free-Free Transitions Following Six-Photon Ionization of Xenon Atoms”. Physical Review Letters. 42 (17): 1127—1130. Bibcode:1979PhRvL..42.1127A. doi:10.1103/PhysRevLett.42.1127. 
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Фотојонизација&oldid=27037396”