Аттосекундная физика

Введение в аттосекундную физику
- Что такое аттосекунда: временные масштабы в природе
- История развития аттосекундной физики
- Основные принципы и концепции
- Сравнение с фемтосекундной физикой
- Значение аттосекундной физики для современной науки
Математические основы аттосекундной физики
- Квантовая механика в аттосекундном диапазоне
- Волновые пакеты и их эволюция
- Принцип суперпозиции в быстропротекающих процессах
- Операторы времени и частоты
- Преобразования Фурье для ультракоротких импульсов
Генерация аттосекундных импульсов
- Высокие гармоники в сильных лазерных полях
- Механизм генерации гармоник высокого порядка
- Трехшаговая модель генерации аттосекундных импульсов
- Туннельная ионизация атомов
- Рекомбинация электронов и излучение
- Отбор гармоник и формирование изолированных импульсов
- Технологии стабилизации несущей частоты
- Контроль фазы и амплитуды генерируемых импульсов
Лазерные системы для аттосекундной физики
- Фемтосекундные лазеры как источники накачки
- Усилители на основе Ti:Sa кристаллов
- Системы хирпированных импульсов
- Лазеры на иттербии и других активных средах
- Оптические параметрические усилители
- Стабилизация мощности и частоты лазерного излучения
- Формирование и контроль лазерных импульсов
Характеризация аттосекундных импульсов
- Методы измерения длительности аттосекундных импульсов
- Техника RABBIT (Reconstruction of Attosecond Beating By Interference of Two-photon transitions)
- Стрикинг-метод (attosecond streaking)
- Спектральная интерферометрия
- Фазовая характеризация импульсов
- Измерение интенсивности и формы импульсов
- Калибровка и стандартизация измерений
Взаимодействие аттосекундных импульсов с веществом
- Фотоионизация в аттосекундном диапазоне
- Многофотонные процессы
- Туннельная ионизация
- Надпороговая ионизация
- Сильнопольные эффекты в атомах и молекулах
- Резонансные и нерезонансные взаимодействия
- Коллективные эффекты в плотных средах
Аттосекундная спектроскопия атомов
- Динамика фотоионизации водородоподобных атомов
- Сложные атомы в аттосекундных полях
- Автоионизационные резонансы
- Интерференционные эффекты в фотоионизации
- Спин-орбитальное взаимодействие
- Многоэлектронные корреляции
- Релятивистские эффекты в тяжелых атомах
Аттосекундная молекулярная физика
- Фотодиссоциация молекул аттосекундными импульсами
- Миграция заряда в молекулах
- Конформационная динамика
- Колебательно-вращательные состояния
- Химические реакции в реальном времени
- Когерентный контроль молекулярных процессов
- Стереодинамика молекулярных реакций
Электронная динамика в аттосекундном масштабе
- Волновые пакеты электронов
- Когерентность электронных состояний
- Осцилляции Раби в аттосекундном диапазоне
- Интерференция электронных траекторий
- Корреляционная динамика в многоэлектронных системах
- Коллективные возбуждения электронов
- Плазмоны и их динамика
Твердотельная аттосекундная физика
- Аттосекундные процессы в полупроводниках
- Динамика носителей заряда в кристаллах
- Междузонные переходы в реальном времени
- Экситоны и их эволюция
- Поверхностные и интерфейсные эффекты
- Нанофотоника в аттосекундном диапазоне
- Плазмонные структуры и метаматериалы
Аттосекундная динамика в биологических системах
- Фотосинтез на аттосекундных временах
- Перенос энергии в биомолекулах
- Динамика белковых структур
- Фотоиндуцированные процессы в ДНК
- Радиационные повреждения биомолекул
- Водородные связи и их динамика
- Аттосекундная биоспектроскопия
Экспериментальные методы и техники
- Вакуумные системы для аттосекундных экспериментов
- Детекторы электронов и ионов
- Времяпролетная масс-спектрометрия
- Скоростная визуализация (velocity map imaging)
- Совпадающие измерения (coincidence measurements)
- Системы получения изображений с временным разрешением
- Синхронизация и контроль экспериментов
Теоретические методы в аттосекундной физике
- Зависящее от времени уравнение Шрёдингера
- Теория возмущений для сильных полей
- Метод Флоке в периодических полях
- Теория рассеяния в аттосекундных процессах
- Численные методы решения квантовых уравнений
- Квантовая теория поля в сильных полях
- Диаграммная техника Фейнмана для аттосекундных процессов
Квантовые корреляции и запутанность
- Квантовая запутанность в аттосекундных системах
- Корреляции между фотонами и электронами
- Нелокальность в ультрабыстрых процессах
- Квантовые состояния электронов
- Декогеренция в аттосекундном диапазоне
- Квантовая информация и аттосекундная физика
- Белловские неравенства для быстрых процессов
Сильнопольная физика и аттосекундные импульсы
- Режимы сильного поля
- Нелинейная оптика в экстремальных условиях
- Стабилизация атомов в сильных полях
- Многофотонная ионизация
- Генерация высших гармоник в газах
- Самофокусировка и филаментация
Релятивистская аттосекундная физика
- Релятивистские эффекты в аттосекундных процессах
- Магнитные моменты в динамике
- Эффекты отдачи в фотоионизации
- Комптоновское рассеяние в аттосекундном диапазоне
- Квантовая электродинамика сильных полей
Аттосекундная физика плазмы
- Коллективные процессы в плазме
- Плазменные колебания и их затухание
- Рекомбинация в плазме
- Неравновесная кинетика плазмы
- Аттосекундные лазеры на плазме
- Взаимодействие аттосекундных импульсов с плазмой
- Диагностика плазмы аттосекундными методами
Применения аттосекундной физики
- Аттосекундная метрология
- Прецизионная спектроскопия
- Контроль химических реакций
- Создание новых материалов
- Медицинские приложения
- Информационные технологии
- Квантовые вычисления и аттосекундная физика
Нелинейная оптика в аттосекундном диапазоне
- Нелинейные восприимчивости высоких порядков
- Четырехволновое смешение
- Параметрические процессы
- Генерация суммарных и разностных частот
- Самомодуляция фазы
- Кросс-модуляция фазы
- Нелинейная рефракция и поглощение
Когерентный контроль в аттосекундной физике
- Принципы когерентного контроля
- Формирование импульсов для оптимального контроля
- Управление квантовыми состояниями
- Селективное возбуждение и ионизация
- Контроль направления химических реакций
- Адаптивная оптимизация импульсов
- Машинное обучение в когерентном контроле
Аттосекундная динамика в экстремальных условиях
- Сверхвысокие интенсивности
- Ультранизкие температуры
- Сверхвысокие давления
- Сильные магнитные поля
- Астрофизические применения
- Условия внутри звезд
- Лабораторная астрофизика
Многочастичные системы в аттосекундной физике
- Корреляции в многоэлектронных атомах
- Кластеры в аттосекундных полях
- Наночастицы и их динамика
- Коллективные возбуждения
- Фазовые переходы в реальном времени
- Критические явления
- Многочастичная запутанность
Аттосекундная фотоника
- Фотонные кристаллы и аттосекундные импульсы
- Оптические резонаторы
- Волноводная оптика
- Нанооптика и плазмоника
- Метаматериалы для аттосекундных импульсов
- Оптические антенны
- Ближнепольная оптика
Экзотические состояния материи
- Ридберговские атомы в аттосекундных полях
- Бозе-эйнштейновские конденсаты
- Ферми-газы в оптических решетках
- Квантовые жидкости
- Топологические состояния материи
- Майорановские фермионы
- Квантовые фазовые переходы
Аттосекундная химия
- Элементарные химические реакции
- Переходные состояния реакций
- Фотохимия в реальном времени
- Каталитические процессы
- Ферментативные реакции
- Реакции в растворах
- Газофазные реакции
Диагностика и измерения в аттосекундной физике
- Временное разрешение детекторов
- Пространственное разрешение
- Энергетическое разрешение
- Угловое разрешение
- Поляризационные измерения
- Статистическая обработка данных
- Калибровка и стандарты
Будущие направления аттосекундной физики
- Аттосекундные рентгеновские лазеры
- Квантовые симуляторы
- Топологическая квантовая оптика
- Машинное обучение в аттосекундной физике
- Квантовые сенсоры
- Новые источники аттосекундных импульсов
- Междисциплинарные применения
Приложения и справочные материалы
- Константы в аттосекундной физике
- Единицы измерения
- Математические формулы
- Таблицы атомных и молекулярных параметров
- Программное обеспечение для моделирования
- Экспериментальные протоколы