Застосування моделі Келдиша-Файсала-Ріса в якості теоретичного методу опису тунельного механізму пробою

В основу теоретичних методів опису процесу нелінійної іонізації атомів покладено кілька основних закономірностей, що характеризує цей процес. Перерахуємо ці закономірності.

• · Велика напруженість поля випромінювання, при якій реалізується процес нелінійної іонізації атомів; мова йде не тільки про поля субатомной (F Fa) напруженості.
• · Необхідність опису переходів електрона, що відбуваються при впливі двох полів порівнянної амплітуди — кулонівського поля атомного остова і зовнішнього поля випромінювання.
• · Необхідність обліку обурення атомного спектра зовнішнім іонізующей полем при виникненні резонансного переміщення атомних станів, або нерезонансного зміни їх енергії за рахунок ефекту Штарка.
• · Можливість використання напівкласичного методу опису взаємодії атома з полем випромінювання, в рамках якого поле описується на мові класичної фізики, а атом — мовою квантової механіки. Можливість опису випромінювання на мові класичної фізики обумовлена великим числом когерентних фотонів, під дією яких відбувається процес нелінійної іонізації.

Імпульсний характер поля випромінювання великої напруженості і типова форма імпульсу, в якій тривалість фронту ф? порядку тривалості ф? самого імпульсу. Чисельно величини ф? :ф? лежать в межах від нано-до фемтосекунд. Таким чином, при теоретичному описі треба враховувати характер включення зовнішнього поля, який може бути як миттєвим, так і адіабатичним.

Очевидно, що при такій кількості основних закономірностей немає надії на створення аналітичного теоретичного опису процесу нелінійної іонізації атомів. Відповідно в принципі є лише дві можливості - розвиток методу чисельного розрахунку для фіксованих значень параметрів, що характеризують атом і поле випромінювання, або розвиток наближених методів аналітичного опису, справедливих лише у певній галузі зміни основних параметрів, або при нехтуванні тими чи іншими основними закономірностями.

Крім зазначених вище основних закономірностей, вкажемо ще ряд суттєвих моментів, які визначають характер теоретичного опису процесу нелінійної іонізації атомів. Теоретичні методи вивчення взаємодії електромагнітного випромінювання з атомами засновані на тих чи інших наближеннях для вирішення рівняння Шредінгера для системи «атом + поле випромінювання». Так як поле електромагнітного випромінювання вмикається і вимикається, то нестаціонарне рівняння Шредінгера з початковою умовою, відповідним відсутності електромагнітного поля, являє собою задачу Коші (тобто, завдання знаходження рішення рівняння, що задовольняє певним початковим умовам). Її рішення розкладається по необуреним власним хвильовим функціям системи після включення поля, і визначаються ймовірності різних переходів. При цьому полі електромагнітного випромінювання передбачається класичним, що відповідає реальній постановці експериментів по взаємодії лазерного випромінювання з атомарними системами.