Wave Functions of Positrons Channeling in [111] Direction of a Silicon Crystal

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

For a positively charged particle, the repulsive uniform potentials of the three neighboring [111] chains of the silicon crystal form a small potential well with the symmetry of an equilateral triangle is described by the C3v group. The motion of a quantum particle in such a well is of interest in terms of manifestations of quantum chaos. A previously developed procedure for numerically finding the energy levels and wave functions of stationary states, taking into account the symmetry of this problem, is used to study the transverse motion of the channeling positrons with energies of 5, 6 and 20 GeV. A classification of stationary states of transverse motion of a positron is given based on the theory of group representations. The wave functions of the stationary states in an axially symmetric potential well are also found, and it is shown how these functions are modified under the influence of a perturbation with the symmetry of an equilateral triangle. In the upper part of the triangular potential well, the classical motion is chaotic for the majority of initial conditions. The structure of the wave functions in this domain has the features predicted by the quantum chaos theory.

About the authors

V. V. Syshchenko

Belgorod State University

Author for correspondence.
Email: syshch@yandex.ru
Russian Federation, Belgorod, 308015

A. I. Tarnovsky

Belgorod State University

Email: syshch@yandex.ru
Russian Federation, Belgorod, 308015

A. S. Parakhin

Belgorod State University

Email: syshch@yandex.ru
Russian Federation, Belgorod, 308015

A. Y. Isupov

Laboratory of High Energy Physics, Joint Institute for Nuclear Research

Email: syshch@yandex.ru
Russian Federation, Dubna, 141980

References

  1. Ахиезер А.И., Шульга Н.Ф. Электродинамика высоких энергий в веществе. М.: Наука, 1993. 344 с.
  2. Ахиезер А.И., Шульга Н.Ф., Трутень В.И., Гриненко А.А., Сыщенко В.В. // УФН. 1995. Т. 165. № 10. С. 1165. https://doi.org/10.3367/UFNr.0165.199510c.1165
  3. Gemmel D.S. // Rev. Mod. Phys. 1974. V. 46. P. 129. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.46.129
  4. Uggerhøj U.I. // Rev. Mod. Phys. 2005. V. 77. P. 1131. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.77.1131
  5. Lindhard J. // Kongel. Dan. Vidensk. Selsk., Mat.-Fys. Medd. 1965. V. 34 (14). P. 1.
  6. Шульга Н.Ф., Сыщенко В.В., Тарновский А.И., Исупов А.Ю. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2015. № 7. С. 72. https://doi.org/10.7868/S0207352815070197
  7. Shul’ga N.F., Syshchenko V.V., Tarnovsky A.I., Isupov A.Yu. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2016. V. 370. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2015.12.040
  8. Shul’ga N.F., Syshchenko V.V., Tarnovsky A.I., Isupov A.Yu. // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 732. P. 012028. https://doi.org/10.1088/1742-6596/732/1/012028
  9. Шульга Н.Ф., Сыщенко В.В., Тарновский А.И., Исупов А.Ю. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2016. № 4. С. 103. https://doi.org/10.7868/S0207352816040168
  10. Сыщенко В.В., Тарновский А.И. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 7. С. 84. https://doi.org/10.31857/S1028096021070207
  11. Сыщенко В.В., Тарновский А.И., Исупов А.Ю., Соловьев И.И. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 3. С. 103. https://doi.org/10.31857/S1028096020030188
  12. Shul’ga N.F., Syshchenko V.V., Tarnovsky A.I., Dronik V.I., Isupov A.Yu. // J. Instrum. 2019. V. 14. P. C12022. https://doi.org/10.1088/1748-0221/14/12/C12022
  13. Сыщенко В.В., Тарновский А.И., Дроник В.И, Исупов А.Ю. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 3. С. 79. https://doi.org/10.31857/S1028096022030207
  14. Сыщенко В.В., Тарновский А.И., Дроник В.И, Исупов А.Ю. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2023. № 6. С. 88. https://doi.org/10.31857/S1028096023060158
  15. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 3. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. М.: Физматлит, 2016. 800 с.
  16. Gutzwiller M.C. Chaos in Classical and Quantum Mechanics. Springer, 1990. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-0983-6
  17. Штокман Х.-Ю. Квантовый хаос. М.: Физматлит, 2004. 376 с.
  18. Райхл Л.Е. Переход к хаосу в консервативных классических и квантовых системах. М.–Ижевск: РХД, 2008. 756 с.
  19. Bolotin Y., Tur A., Yanovsky V. Chaos: Concepts, Control and Constructive Use. Springer International Publishing Switzerland, 2017. 281 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-42496-5
  20. Hénon M., Heiles C. // Astronom. J. 1964. V. 69. P. 73. https://doi.org/10.1086/109234
  21. Davis M.J., Heller E.J. // J. Chem. Phys. 1981. V. 75. P. 246. https://doi.org/10.1063/1.441832
  22. Syshchenko V.V., Tarnovsky A.I., Parakhin A.S., Isupov A.Yu. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2024. V. 18. № 2. P. 274. https://doi.org/ 10.1134/S1027451024020186
  23. Feit M.D., Fleck J.A., Jr., Steiger A. // J. Comput. Phys. 1982. V. 47. P. 412. https://doi.org/10.1016/0021-9991(82)90091-2
  24. Шульга Н.Ф., Сыщенко В.В., Нерябова В.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2013. № 3. С. 91. https://doi.org/10.1134/S1027451013020183
  25. Shul’ga N.F., Syshchenko V.V., Neryabova V.S. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2013. V. 309. P. 153. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2013.01.022
  26. Галицкий В.М., Карнаков Б.М., Коган В.И. Задачи по квантовой механике. М.: Наука, 1981. 648 с.
  27. Шапиро Д.А. Представления групп и их применения в физике. Новосибирск: НГУ, 2005. 142 с.
  28. Исупов А.Ю., Сыщенко В.В., Парахин А.С. // Прикладная математика & физика. 2023. Т. 55. № 1. С. 49. https://doi.org/ 10.52575/2687-0959-2023-55-1-49-56
  29. Исупов А.Ю., Сыщенко В.В., Тарновский А.И., Парахин А.С. // Прикладная математика & физика. 2024. Т. 56, № 4. С. 320. https://doi.org/10.52575/2687-0959-2024-56-4-320-327

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».