THE EFFECT OF THE PHASE OF AN IONIZING ULTRASHORT LASER PULSE ON THE FORMATION OF QUANTUM VORTICES IN THE DENSITY DISTRIBUTION OF A PHOTOELECTRON

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Quantum vortices formed by a photoelectron obtained as a result of over-barrier ionization of a two-dimensional hydrogen atom by an extremely short laser pulse are theoretically investigated. The sensitivity of quantum vortices to the initial phase of the ionizing field is analyzed. The interference effects responsible for the appearance of vortices are being clarified. For the model under consideration, the use of various gauges in describing the interaction of an electron with a field is discussed.

About the authors

N. V. Larionov

Saint Petersburg State Marine Technical University; Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: larionov.nickolay@gmail.com
Russian Federation, 190121, St.Petersburg; 195251, St.Petersburg

References

  1. K. Misawa, Adv. Phys. X 1, 544 (2016), doi: 10.1080/23746149.2016.1221327.
  2. Hongxia Qi, Zhenzhong Lian, Dehou Fei, Zhou Chen, and Zhan Hu, Adv. Phys. X 6(1), 1 (2021), doi: 10.1080/23746149.2021.1949390.
  3. T. Brixner, G. Krampert, T. Pfeifer, R. Selle, G. Gerber,M. Wollenhaupt,O. Graefe,C. Horn, D. Liese, and T. Baumert, Phys. Rev. Lett. 92, 208301 (2004), doi: 10.1103/PhysRevLett.92.208301.
  4. A. A. Andreev and K. Y. Platonov, Bull. Lebedev Phys. Inst. 50, S1029 (2023), doi: 10.3103/S1068335623210030.
  5. Н. Н. Розанов, Опт. и спектр. 124, 75 (2018), doi: 10.21883/OS.2018.01.45361.174-17.
  6. Р. М. Архипов, П. А. Белов, М. В. Архипов, А. В. Пахомов, Н. Н. Розанов, КЭ 52, 610 (2022), EDN: SJZCBY.
  7. Р. М. Архипов, М. В. Архипов, И. Бабушкин, А. В. Пахомов, Н. Н. Розанов, Письма в ЖЭТФ 114, 298 (2021), doi: 10.31857/S123456782117002X.
  8. Р. М. Архипов, М .В. Архипов, А.В. Пахомов, Н.Н. Розанов, Опт. и спектр. 128, 106 (2020), doi: 10.21883/OS.2020.01.48845.257-19.
  9. М. К. Есеев, В. И. Матвеев, Д. Н. Макаров, Письма в ЖЭТФ 114, 444 (2021), doi: 10.31857/S1234567821190034.
  10. Д. Н. Макаров, В. И. Матвеев, Письма в ЖЭТФ 103, 851 (2016), doi: 10.7868/S0370274X16120043.
  11. S. Y. Ovchinnikov, J. Sternberg, J. Macek, T.-G. Lee, and D. R. Schultz, Phys. Rev. Lett. 105, 203005 (2010), doi: 10.1103/PhysRevLett.105.203005.
  12. J. M. Ngoko Djiokap, S. X. Hu, L. B. Madsen, N. L. Manakov, A. V. Meremianin, and A. F. Starace, Phys. Rev. Lett. 115, 113004 (2015), doi: 10.1103/PhysRevLett.115.113004.
  13. J. M. Ngoko Djiokap, A. V. Meremianin, N. L. Manakov, S. X. Hu, L. B. Madsen, and A. F. Starace, Phys. Rev. A 94, 013408 (2016), doi: 10.1103/PhysRevA.94.013408.
  14. D. Pengel, S. Kerbstadt, D. Johannmeyer, L. Englert, T. Bayer, and M. Wollenhaupt, Phys. Rev. Lett. 118, 053003 (2017), doi: 10.1103/PhysRevLett.118.053003.
  15. J. M. Ngoko Djiokap, S. X. Hu, L. B. Madsen, N. L. Manakov, A. V. Meremianin, and A. F. Starace, Phys. Rev. Lett. 115, 113004 (2015), doi: 10.1103/PhysRevLett.115.113004.
  16. С. Ю. Овчинников, Н. В. Ларионов, А. А. Смирновский, А. А. Шмидт, Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физикоматематические науки 10, 111 (2017), doi: 10.18721/JPM.10409.
  17. Н. В. Ларионов, С. Ю. Овчинников, А. А. Смирновский, А. А. Шмидт, ЖТФ 88, 1621 (2018), doi: 10.21883/JTF.2018.11.46621.177-18.
  18. Н. В. Ларионов, Д. Н. Макаров, А. А. Смирновский, С. Ю. Овчинников, ЖЭТФ 156, 1035 (2019), doi: 10.1134/S0044451019120010.
  19. Н.В.Ларионов,В.М.Молчановский, arXiv:2310.05937 [quant-ph], doi: 10.48550/arXiv.2310.05937.
  20. J. H. Chen, X. R. Xiao, S. F. Zhao, and L. Y. Peng, Phys. Rev. A 101, 033409 (2020), doi: 10.1103/PhysRevA.101.033409.
  21. F. Cajiao Velez, J. Z. Kaminski, and K. Krajewska, Phys. Rev. A 101, 053430 (2020), doi: 10.1103/PhysRevA.101.053430.
  22. F. Cajiao Velez, L. Geng, J. Z. Kaminski, L. Y. Peng, and K. Krajewska, Phys. Rev. A 102, 043102 (2020), doi: 10.1103/PhysRevA.102.043102.
  23. L. Geng, F. Cajiao Velez, J. Z. Kaminski, L. Y. Peng, and K. Krajewska, Phys. Rev. A 102, 043117 (2020), doi: 10.1103/PhysRevA.102.043117.
  24. L. Geng, F. Cajiao Velez, J. Z. Kaminski, L. Y. Peng, and K. Krajewska, Phys. Rev. A 104, 033111 (2021), doi: 10.1103/PhysRevA.104.033111.
  25. A. S. Maxwell, G. S. J. Armstrong, M. F. Ciappina, E. Pisanty, Y. Kang, A. C. Brown, M. Lewenstein, and C. F. de Morisson Faria, Faraday Discuss. 228, 394 (2021), doi: 10.1039/D0FD00105H.
  26. Y. Kang, E. Pisanty, M. Ciappina, M. Lewenstein, C. Figueira de Morisson Faria, and A.S. Maxwell, Eur. Phys. J. D 75, 199 (2021), doi: 10.1140/epjd/s10053-021-00214-4.
  27. A. S. Maxwell, L .B. Madsen, and M. Lewenstein, Nature Commun. 13, 4706 (2022), doi: 10.1038/s41467-022-32128-z.
  28. X. B. Planas, A. Ordonez, M. Lewenstein, and A.S. Maxwell, Phys. Rev. Lett. 129, 233201 (2022), doi: 10.1103/PhysRevLett.129.233201.
  29. K. V. Bazarov and O. I. Tolstikhin, Phys. Rev. A 107, 053114 (2023), doi: 10.1103/PhysRevA.107.053114.
  30. Rong-Rong Wang, Mao-Yun Ma, Liang-Cai Wen, Zhong Guan, Zeng-Qiang Yang, Zhi-Hong Jiao, GuoLi Wang, and Song-Feng Zhao, J. Opt. Soc. Am. B 40, 1749 (2023), doi: 10.1364/JOSAB.483574.
  31. G. M. Filippov, A. S. Sabirov, V. A. Aleksandrov, and A.V. Stepanov, J. Surf. Investig. 14, 1228 (2020), doi: 10.1134/S1027451020050262.
  32. S. Y. Ovchinnikov, J. H. Macek, and D. R. Schultz, Phys. Rev. A 90, 062713 (2014), doi: 10.1103/PhysRevA.90.062713.
  33. P. A. M. Dirac, Proc. Roy. Soc. A. 133, 60 (1931).
  34. А. М. Дыхне, Г. Л. Юдин, УФН 125, 377 (1978), doi: 10.3367/UFNr.0125.197807a.0377.
  35. R. F. Nalewajski, J. Math. Chem. 53, 1966 (2015), doi: 10.1007/s10910-015-0526-2.
  36. B. Zaslow and M. E. Zandler, Amer. J. Phys. 35, 1118 (1967), doi: 10.1119/1.1973790.
  37. X. L. Yang, S. H. Guo, F. T. Chan, K. W. Wong, and W. Y. Ching, Phys. Rev. A 43, 1186 (1991), doi: 10.1103/PhysRevA.43.1186.
  38. М. В. Федоров, ЖЭТФ 149, 522 (2016), EDN: VZSCXF.
  39. А. М. Желтиков, УФН 187, 1169 (2017), doi: 10.3367/UFNe.2017.08.038198.
  40. B.A. Диткин, А.П. Прудников, Интегральные преобразования и операционное исчисление, Физматгиз, Москва (1961).
  41. В.В. Батыгин, И.Н. Топтыгин, Современная электродинамика, часть 1. Микроскопическая теория: Учебное пособие, НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", Москва–Ижевск (2005).
  42. C. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc, and G. Grynberg, Atom-Photon Interactions: Basic Processes and Applications, John Wiley and Sons, Inc., New York (1992).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).