研究人員開(kāi)發(fā)先進(jìn)數(shù)學(xué)模型 描述光與物質(zhì)之間的高能相互作用
日本理化學(xué)研究所的兩名研究人員和一名合作者開(kāi)發(fā)了一種先進(jìn)的數(shù)學(xué)模型,可以描述光和物質(zhì)之間的高能相互作用,這種方法可以擴(kuò)展到物理學(xué)的其他領(lǐng)域,提供新的見(jiàn)解。高諧波生成是一種強(qiáng)大的技術(shù),它能將激光從一種波長(zhǎng)或顏色轉(zhuǎn)換為另一種波長(zhǎng)或顏色(圖1)。簡(jiǎn)單地說(shuō),它將一個(gè)低能量、長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子轉(zhuǎn)換為多個(gè)高能量、短波長(zhǎng)的光子。 高諧波生成有幾個(gè)應(yīng)用。例如,它提供了一種方法,可以使用激光器創(chuàng)造極端紫外線或X射線的桌面光源,而不是昂貴的同步輻射設(shè)施。高諧波產(chǎn)生也可以產(chǎn)生超短的光脈沖,短至一阿托秒(10-18秒),甚至可能是一澤普斯秒(10-21秒),這對(duì)于成像極其快速的過(guò)程是很有用的,比如那些發(fā)生在原子中的過(guò)程。但是高次諧波的產(chǎn)生本身就很難用數(shù)學(xué)方法建模,因此也很難完全理解。 現(xiàn)在,來(lái)自理化學(xué)研究所跨學(xué)科理論和數(shù)學(xué)科學(xué)(iTHEMS)項(xiàng)目的田谷英俊和本鄉(xiāng)正勝,與他們來(lái)自東京大學(xué)的同事池田達(dá)彥一起,首次開(kāi)發(fā)了一種分析方法,用于所謂的非微擾制度中的高諧波生成。 擾動(dòng)理論是一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)工具,它從一個(gè)問(wèn)題的簡(jiǎn)化版本開(kāi)始,但在數(shù)學(xué)上是可以解決的。然后,它增加小的變化,或擾動(dòng),以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的答案。 |