témavezető: Djotyan Gagik
belső konzulens: Maák Pál
helyszín (magyar oldal): MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, Plazmafizikai Osztály helyszín rövidítés: BME
A kutatási téma leírása:
Az a lehetőség, hogy egy atom populációja átvihető egy megcélzott kvantum állapotba, vagy atomi kvantum állapotok adott koherens szuperpozíciója állítható elő lézer sugárzással új, és nagyon perspektívikus utakat nyitott meg a kémiai reakciók ellenőrzésére, a fény más spektrum-tartományba való effektív konvertálására, kvantum információk nagy sűrűséggel való beírására atomi állapotokba, vagy az atomok mozgásának koherens manipulálására. Ez messze nem teljes listája azoknak az alkalmazásoknak, amelyek a belső- és transzlációs atomi állapotok koherens kontrolljának a különböző módszerein alapulnak. A koherens kontrollt olyan rövid lézer impulzusokkal hajtjuk végre, amelyeknek különleges burkoló szerkezete van, vagy amelyeknek a vívőfrekvenciája „csörpöl”, azaz monoton változik az impulzus alatt.
Ebben a PhD témakiírásban a koherens kontroll módszereinek a használatát a következő két fontos alkalmazási területen fogjuk vizsgálni: az atomok lézeres ionizációjánál, és a magasabb rendű harmonikusok atomi gázokban való generálásánál.
Az első téma a lézer plazma keltésével van szoros kapcsolatban, és a Wigner Fizikai Kutatóközpont Részecske- és Magfizikai Intézetében folyó munkához csatlakozik, amelynek célja töltött részecskék gyorsítása kompakt méretű plazmával. A második téma az ultrarövid, femto- és attoszekundum tartományba eső lézerimpulzusok generálásával kapcsolatos. Ennek a munkának az eredményei a jelenleg Szegeden épülő ELI-ALPS berendezésnél hasznosulhatnak.
A kidolgozandó feladat részletezése:
A javasolt téma célja kidolgozni az atomi elektronok mozgásának az elméleti leírását intenzív, ultrarövid lézerimpulzusok terében. A munka a Schrödinger egyenlet és a sűrűségmátrix operátor egyenlet egzakt megoldásán (numerikus szimulációján) alapul, figyelembe véve a kontinuum állapotokat is az ionizáció folyamatának a leírására. A cél ebben az esetben az elektronok által a lézer impulzus terében kibocsájtott sugárzás paramétereinek a meghatározása.
A következő lépésben a koherens kontroll módszereivel a különböző koherens szuperpozíciós állapotokba preparált atomi sokaság válaszát analizáljuk a sávszélesség-korlátozott és a frekvencia-csörpölt ultra-rövid és ultra-erős lézer impulzusok terében. Az erős ionizáló lézer impulzusok terjedési tulajdonságait is vizsgáljuk az atomi közegben terjedő impulzusokra vonatkozó hullámegyenletek numerikus megoldásával. Ezeknek a vizsgálatoknak a keretében a magasabb rendű harmonikusok előállítását is tanulmányozzuk koherensen előkészített atomi közegben.
A vizsgálatok eredményeit lézer plazma előállításának az optimalizálására alkalmazzuk kiterjedt közegben. Az elméleti munkának ez a része szorosan kapcsolódik ahhoz a kísérleti munkához, amelyiket most készítünk elő a „Hideg plazma és atom fizika erős térben” kutató csoportunkban.
A feladat numerikus szimulációkat igényel, többek között numerikusan meg kell oldani a kvantum-rendszer sűrűségmátrixának elemeire felírt egyenletet és a lézer-közeg kölcsönhatás hullámegyenletét.
előírt nyelvtudás: angol további elvárások: Fizikusi vagy mérnök-fizikusi diploma. Elméleti ismeretek kvantummechanikából, számítástechnikai ismeretek, angol nyelvismeret.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2015-05-29
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
