阿秒分辨量子动力学

本项目计划从理论上研究强激光与原子或分子的相互作用。以我们已经开发的LZH-DICP计算程序为基础，进一步发展可用来描述强激光与多电子体系相互作用的多组态含时Hartree-Fock(MCTDHF)方法及其配套的计算程序。利用这些研究方法和计算程序，研究原子以及分子在强激光场中的动力学行为，诸如高次谐波，原子在强激光场中的阈上电离，角分布，分子、分子离子体系（H2+，D2+等）的电离解离行为，揭示其中的物理学本质。 此外，通过多种方式组合激光场，得到电子电离时间和回碰时间，并从原子体系开始，推广到分子体系，控制谐波产生，从而控制阿秒脉冲产生。

围绕着强激光与原子或分子的相互作用和阿秒脉冲产生的理论研究，我们开展了如下研究工作：1、利用我们自主开发的LZH-DICP程序，研究强激光与氢分子离子等的相互作用，研究其电离和解离动力学行为。我们的结果显示在强激光场条件下，解离几率要大于电离几率，与实验结果一致，解决了以前一维理论结果与实验结果不一致的矛盾，同时理论上清晰得到了核动能谱图中双峰结构，计算得到的双峰位置与实验数据吻合得很好。氢分子离子的电荷共振增强电离产生的多峰结构中的每个峰不是由单个的振动态电离产生的，而是多个振动态的集体作用。而且各个振动态的库仑爆炸核动能谱峰随着振动态的增加而向低能区移动。并进一步讨论了核动能谱图随脉冲长度变化的影响。2、高次谐波产生的极端紫外光能够在阿秒尺度分辨电子运动，对于人们研究原子内或原子间电子动力学过程提供了高时间分辨的探测手段。通过双色场、三色场、叠加静电场等多种方式组合激光场，控制原子和分子在强激光场中的高次谐波的产生，研究了其产生机理和用其产生阿秒脉冲的方法。3、发展了可用来描述强激光与多电子体系相互作用的多组态含时Hartree-Fock (MCTDHF)方法与程序。首次提出了精确计算MCTDHF的平均场算符的公式，并进行了详细的理论推导，并将这套公式应用到了自旋限制的和自旋非限制的MCTDHF理论框架内，将之程序化，我们选用了一些样本分子进行了详细的测试对比，测试结果表明了我们提出的公式的可靠性，精确性和稳定性。