Ç U
Øw ¹ ÅX ì Ä § Û Ã Å] K ¤ ¤õ u § Ó Þ X ¢ T Æ X Ø× Dù o Ú 4 mU ê s0 n É8 ý 4 ® o
Ù
v' Ö <¦
∗â
" é ¶@ / < Æ § Ó ü to < Æõ , $ í z 461-701 (2007¸ 12 Z 4 11{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
:
r ½ ¨\ " f H ï r ¦ & h Õ ª 2 ; < ÊÃ º (Green function)\ ¦ 6 x # s : r oÖ ¦` ¦ ´ òÖ ¦& h Ü ¼ Ð > í ß H
~
½
ÓZ O ` ¦ > hµ 1 Ï % i . à ºu & h Ü ¼ Ð s : r oÖ ¦_ > í ß ` ¦ HX < H ´ ú § É r ( É Ó' " é ¶s כ ¹½ ¨÷ &Ù ¼ Ð, ´ òÖ ¦
$ í
` ¦ Z }s H כ É r × æכ ¹ô Ç õ ] j × æ_ ÷ &% 3 . \ -t s : r oë H) 3 ° ú כ Ð H F g à º èg 1 J " é ¶
(s : r)\ { 9 H â Ä º, % 6 £ § Y > > h_ ± ú É r 5 Å q~ Ã Ì © I Ð Ø æì r > " é ¶ _ ª & h © I \ ¦ l Õ ü t½ + É Ã
º e H & ñ ` ¦ ¦, È Ò% ò í ß \ ¦ 6 x # ± ú É r \ -t © I ü < Õ ª ü @_ © I Ð ¾ º# Q > í ß ` ¦
¸2 ¤ # ´ òÖ ¦$ í ` ¦ Z }% i . ï r ¦ & h Green < ÊÃ º H { 9 _ e _ _ 0 Au (r
0)ü < ¦ & h Ü ¼ Ð ¹ ¡ §f s
H { 9 _ C & h \ e H É r 0 Au (r)\ ¦ r v H â Ð& h ì r` ¦ 9 כ ¹ Ð HX <, rõ r
0Â Òì r` ¦ ì ro r
v ¸2 ¤ # > í ß _ ´ òÖ ¦` ¦ Z }% i Ü ¼ 9, ¢ ¸ô Ç & h ì r½ ¨ç ß ` ¦ ¾ º# Q y ½ ¨ç ß \ " f © ´ òÖ ¦& h Ü ¼ Ð > í ß s
s À Ò# Qt ¸2 ¤ % i . s РÒ' 1F g s : r oÖ ¦\ @ /ô Ç > í ß ` ¦ : xK > hµ 1 Ï ) a ~ ½ ÓZ O ` ¦ _ Û ¼à Ô % i H X
<, Z } É r ´ òÖ ¦$ í ` ¦ ° ú ¦, q §& h î ß & ñ ) a õ \ ¦ % 3 6 £ §Ü ¼ Ð+ 4 ¤¸ ú ô Ç ë H] j\ Ö ¸6 x½ + É Ã º e H ½ Ós | ¨ c Ã
º e 6 £ §` ¦ S X % i .
PACS numbers: 31.15.Gy, 31.15.Kb, 32.80.Fb Keywords: s:roÖ¦, ïr¦&h Green <Êú, âÐ&hìr
I. " e  ] Ø
"
é
¶ ¢ ¸ H ì r _ 2 [/ å L É r @ /> h ª % i < Æ_ 1 l x < ÊÃ º\ ¦
>
í ß < ÊÜ ¼ Ð+ s À Ò# Q . ´ ú § É r ª % i < Æ §õ " f\ " f H K
$ 3 & h K \ ¦ % 3 H ~ ½ ÓZ O \ í& h ` ¦ ´ ú Æ Ò> ÷ &t ë ß , Å Ò ç
ß
é ß ô Ç Ã º è\ " f_ F gs : r o > í ß \ " f ¸ F g s : r o
\
¦ À Ò H â Ä º\ H K $ 3 & h K \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º \ O > ÷ &# Q Ã ºu
&
h
> í ß É r 9 Ã º& h ~ ½ ÓZ O s ) a . ( É Ó' _ / å L5 Å qô Ç µ 1 Ï õ
< Êa S' § > =~ ½ ÓZ O [1], B-spline~ ½ ÓZ O [2], 7 H_ \ ¦ Ð r Ð
3
x~ ½ ÓZ O (Monte Carlo simulation) [3], Floquet~ ½ ÓZ O [4], ¢ ¸
H r ç ß \ _ > rô Ç Ã »Y U` ç ~ ½ Ó& ñ d ` ¦ f ] X É Ò H 1 p x [5]_
ª ô Ç r ¸ ÷ & ¦ e t ë ß , íy © § 4 Y Us $ _ > hµ 1 Ï 1 p xÜ ¼
Ð K B Ä º y © ô Ç Y Us $ © \ _ ô Ç " é ¶ -F g _ © ñ 6
xõ ° ú É r D h Ðî r & ³ © ` ¦ [ O " î l 0 Aô Ç Ã ºu & h > í ß _
9
כ ¹$ í 1 p xÜ ¼ Ð # À Ò# Q ½ + É ë H] j_ # 3 0 A 8¹ ¡ ¤ V
,
# Qt " f, & h & h 8 ´ ú § É r ( É Ó' " é ¶_ כ ¹½ ¨ 9 כ ¹
>
) a . 1 l x < ÊÃ º_ l Õ ü t` ¦ 0 AK l $ < ÊÃ º\ ¦ 6 x H
â
Ä º, r Û ¼% 7 s 4 ¤¸ ú K | 9 à º2 ¤ ¢ ¸ H { 9 [ þ t_ 0 Au Y O
#
Qt > ÷ & H s : r o õ & ñ \ " f% ! 3 r Û ¼% 7 _ / B Nç ß & h ì r
í\ ¦ ß ¼> K ½ + ÉÃ º2 ¤ l $ < ÊÃ º_ Ã º (N ) ´ ú §s 9 כ ¹
∗E-mail: [email protected]
> ÷ & 9, N _ 7 £ x H N
2∼ N
3\ q Y V H > í ß Â Ò{
`
¦ Å Ò> ) a . : £ ¤y , ç ß _ © ' a ' a> ë H] j ÷ & H 3^ s © _ ë H] j_ â Ä º F gs : r o_ > í ß É r B Ä º j Ë µ[ þ t
>
÷ & ¦, F g s : r o (multi-photon ionization) [6] ¢ ¸
H s × æs : r o (double ionization) [7] 1 p x_ ë H] j H 8¹ ¡ ¤
#
Q 90 > . > í ß ` ¦ ç ß é ß > l 0 AK ¸4 S q ( J $ [ > ` ¦
6 x " é ¶` ¦ × ¦# " f Ò q ty [8] ô Ç > h_ ë
ß
s © ñ 6 x_ Å Ò ) a % i ½ + É` ¦ ô Ç H H (single-active approximation) [9]\ ¦ H 1 p x_ ~ ½ ÓZ O s ë H] j_ K ~ ½ ÓZ O Ü
¼ Ð r ¸÷ &# QM ® o ¦ ´ ú § É r Ó ü to & ³ © ` ¦ q §& h ë ß 7 á ¤Û ¼X O > [
O
" î K M ® o . Õ ª Q 8 & ñ S X ô Ç > í ß ` ¦ l 0 AK " f H Ð
8 z ´] j_ r Û ¼% 7 ` ¦ q 5 p w > l Õ ü tK ¦, s H / B I (
É Ó' " é ¶_ ] jô Çs H ¸| \ Â Ò` y > ) a .
s
½ ¨\ " f H · ú ¡\ " f / å Lô Ç ë H] j[ þ t` ¦ F G4 ¤ l 0 A ô
Ç _ ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ï r ¦ & h Green < ÊÃ º [10]\ ¦ 6 xô Ç
. Õ ª \ -t & " f Ø æì ry " é ¶ Ù þ Ü ¼ ÐÂ Ò' Y O
#
Q| 9 M :, ¦ % i < Æ& h â Ð\ ¦ H z ´` ¦ s 6 x
, 1 l x < ÊÃ º_ > í ß ` ¦ ª % i < Æ& h Ü ¼ Ð H כ Ð ¦
& h \ ¦ s 6 x½ + É â Ä º 8¹ ¡ ¤ ´ òÖ ¦& h > í ß s
|
¨
c à º e ` ¦ כ s .
F
g ü < © ñ 6 x H > _ ^ K x 9 Ðm î ß ` ¦ H ¦
H H " é ¶ _ K x 9 Ðm î ß H
aü < ü < y n C_ © ñ
-112-
6 x` ¦ ? / H ( J $ [ > V (t)_ ½ + ËÜ ¼ Ð ³ ð & ³ ) a . H = H
a+ V (t). ( J $ [ > É r ¢ ¸ô Ç A ü < ° ú s ì rK ½ + É Ã º e .
V (t) = V
+e
−iωt+ V
−e
iωt(1)
#
l " f ω H y n C_ Å Ò Ã ºs ¦, V
−= V
+†s . |φ
niõ E
n` ¦ y y H
a_ ¦Ä » 7 ' ü < ¦Ä »° ú כs ¦ F g 1> h_ f ¨Ã º\ _ K Ò q tl H s : r oÖ ¦(Γ
1) É r 6 £ §õ ° ú s Å
Ò# Q .
Γ
1= 2π X
n
|hφ
n|V
+|φ
0i|
2δ(E
n− E
ω) (2)
#
l " f E
ω= E
0+ ω s ¦, ½ + Ë` ¦ ? /l 0 AK 6 xô Ç t
³ ðà º n É r 5 Å q © I \ ¦ í < Êô Ç . s 7 Hë H\ " f H " é ¶ é
ß
0 A> \ ¦ > 5 Å q 6 xô Ç . (~ = e = m
e= 1) s > í ß \ " f
© ~ 1 t · ú § É r  Òì r É r 5 Å q © I \ ¦ ? / H  Òì r_ > í
ß
X < 5 Å q © I \ ¦ > í ß \ " f í < Ê÷ &t · ú § ¸2 ¤ d (2)\ ¦
6 £ §õ ° ú s + þ A ¦,
Γ
1= 2πhφ
0|V
−δ(E
ω− H
a) V
+|φ
0i (3) resolvent í ß G(E) = 1/(E − H
a)ü < lim
ε→01/(x + iε) = Pr(1/x) − iπδ(x)_ ½ Ó1 p xd ` ¦ s 6 x (ε H Á ºô Ç
è_ ª Ã º Ð ¾ ú Ü ¼ Ð ( 4 R H â > ¸| ` ¦ 0 AK 6
xô Ç ), d (3) É r 6 £ §õ ° ú s ç ß é ß y ³ ð & ³ ) a .
Γ
1= −2Imhφ
0|V
−G(E
ω)V
+|φ
0i (4)
#
l " f, | ˜ φi = V
+|φ
0i Ð & ñ _ h ˜ φ|G(E
ω)| ˜ φi_ > í ß s
9
כ ¹ > ÷ & HX <, G(E
ω)| ˜ φi = X
n
1 E
ω− E
n|nihn| ˜ φi + G(E
ω)| ˜ ψi (5)
ü
< ° ú s % 6 £ § m > h_ 5 Å q~ Ã Ì © I (|ni)ü < Qt © I (| ˜ ψi):
| ˜ ψi = P | ˜ φi, P = 1 −
m−1
X
n=0
|nihn| (6)
Ð ì ro ½ + É Ã º e . # l " f P H % 6 £ § m > h_ 5 Å q~ Ã Ì © I
\
¦ ì ro l 0 Aô Ç È Ò% ò í ß s . s ü < ° ú s È Ò% ò í ß
\ ¦ 6 x # % 6 £ § Y > > h_ 5 Å q~ Ã Ì © I ü < Õ ª ü @_ © I
Ð ¾ º H כ É r, % 6 £ §_ Y > > h_ 5 Å q~ Ã Ì © I s : r oÖ ¦_
>
í ß \ l # t · ú § H H & h ` ¦ s 6 xô Ç כ s l ¸ ¦,
Green < ÊÃ º\ ¦ ¦ & h Ü ¼ Ð 2 [/ å L` ¦ ½ + É M :, y © > ½ ¨5 Å q ) a 5
Å
q~ Ã Ì © I _ _ p ï r ¦ & h Green < Êà ºü < < Êa 6 x½ + É M
: & ñ S X > & ñ _ | ¨ c à º \ O H & h ` ¦ ¦ 9 l 0 AK ¸{ 9
% i . : r > í ß \ " f H | ˜ ψi\ ¦ $ H
a_ ¦Ä » © I _ $ í ì
rÜ ¼ Ð è H Ê ê\ % 6 £ § m > h_ $ í ì r` ¦ 0Ü ¼ Ð Z ~ ç ß é ß y
Ò ¦ à º e . È Ò% ò í ß \ ¦ 6 xô Ç â Ä ºü < Õ ªX O t · ú §
É
r â Ä º_ s : r oÖ ¦ > í ß ° ú כ É r, F g _ \ -t ë H) 3 ° ú כ
H% â Ä º\ H, H s t · ú §l M :ë H\ È Ò% ò
í ß _ 6 xÜ ¼ Ð { 9 Â Ò_ > í ß s 9 כ ¹\ O > ÷ &Ù ¼ Ð > í
ß
_ ´ òÖ ¦$ í \ l # ½ + É Ã º e > ) a .
II ] X \ " f H ï r ¦ & h Green < ÊÃ º\ ¦ ¸{ 9 # Ã º èg 1 J
"
é
¶ (s : r)_ 1F g s : r oÖ ¦` ¦ > í ß HX < 9 כ ¹ô Ç © [
jô Ç ¦ 9 ½ Óõ > í ß _ ´ òÖ ¦$ í ` ¦ 0 AK ¦ 9K ÷ & H
כ
[ þ t\ @ /ô Ç [ O " î ` ¦ ¦, III] X \ " f H s \ @ /ô Ç _ Û ¼ à
Ô õ \ ¦ Ð# : r ½ ¨\ " f ] jî ß ô Ç ~ ½ ÓZ O _ { © $ í ` ¦
Ð % i .
II. Ç U Øw ¹ ÅX ì Ä Green ] K ¤ ¤
I ] X \ " f / å Lô Ç + þ AI Ð s : r oÖ ¦` ¦ > í ß l 0 AK " f
H # Q " í Hç ß (T )\ & ñ _ ) a 1 l x < ÊÃ º ψ(~ r
0, T )_ 0 Au ~ r
0Green < ÊÃ º G(~r, ~ r
0; E)\ _ K É r 0 Au (~r) Ð ÷ & H S
X
Ò ¦` ¦ ½ ¨ l 0 Aô Ç â Ð& h ì r Ψ(~r) =
Z
∞0
d~ r
0G(~r, ~ r
0; E) ψ(~ r
0, T ) (7)
`
¦ 9 כ ¹ Ð ô Ç . # l " f ψ(~ r
0, T ) H e _ _ r ç ß T \ " f ½ ¨ ô
Ç í ß V
+|φi_ / B Nç ß & h ì r í Ð, r ∼ ∞\ @ /K × æd \
"
f ¾ ú Ü ¼ Ð H ' 1 l x ψ(~ r
0, T ) ∼ P
n
f
ne
iknr/r, k = p 2µ(E − E
n) ` ¦ Ðs H כ Ü ¼ Ð Floquet ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x ô
Ç F g s : r o_ l Õ ü t\ " f ´ ú §s 6 x ) a [11]. ¢ ¸ô Ç, d
(7)\ e H Green < ÊÃ º G(~r, ~ r
0; E)\ @ /K , : r ½ ¨\
"
f H ï r ¦ & h Green < ÊÃ º G
cl(~r, ~ r
0; E) Ð 6 xô Ç [12, 13]. Ã º è" é ¶ ë H] j_ â Ä º, y î r1 l x| ¾ Ó\ @ /ô Ç ½ Ó[ þ t É r ì r o
0 p x Ù ¼ Ð Å Ò# Q \ -t ü < y î r1 l x| ¾ Ó\ @ / # t 2 £ §
~
½
Ó ¾ Ó_ ½ Ó[ þ t Ð & ñ _ ) a Green < ÊÃ º g
l(r, r
0; E)\ ¦ j þ t à º e
.
G
cl(~r, ~ r
0; E) → g
l(r, r
0; E) = X class. traj.
exp [iS
l(r, r
0; E) − iM
lπ/2]
√ 2µ [E − U (r) − l(l + 1)/(2r
2)]
1/4[E − U (r
0) − l(l + 1)/(2r
02)]
1/4(8)
#
l " f ¸ H 0 p xô Ç ¦ & h C & h \ @ /ô Ç l # [ þ t` ¦ 8K
¦, M
l É r Maslov index [10,14] Ð ( J $ [ > _ ¸ ª \
É r 0 A © _ oü < ' aº ) a ª X <, H & h Ü ¼ Ð H C & h
\
" f ~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ Ë ¨ H S Ã º\ ¦ · p . s â Ä º_ \ V\ " f
H íl _ _ ~ ½ Ó ¾ Ó\ 1 ¢ ¸ H 0_ ° ú כ` ¦ ° ú H .
Ã
º èg 1 J " é ¶ (s : r)_ â Ä º U (r) = −Z/r (Z H " é ¶
ñ)s ¦, 6 x| ¾ Ó(action) S
l(r, r
0; E) H 6 £ §õ ° ú s Å Ò# Q
.
S
l(r, r
0; E) = Z
r0→r
du p(u) (9)
p(u) = ± p 2µ p
E + (Z/u) − l(l + 1)/(2u
2) (10)
#
l " f µ H _ ¨ 8 í ß | 9 | ¾ Ós . íl \ p(r
0) < 0
â
Ä º, Ù þ ` ¦ ¾ ÓK r
T(turning point)_ 0 A u
\ e H ( J $ [ > © # 4 \ Â Òv 9 y ¦ ¸ " f Ù þ Ü ¼ ÐÂ Ò' Y
O
# Qt H â Ð (A) ÷ & ¦, p(r
0) > 0 â Ä º, % 6
£
§Â Ò' × æd Ü ¼ ÐÂ Ò' ¾ ú Ü ¼ Ð H â Ð (B)\ ¦ Ò q ty
½ +
É Ã º e . â Ð& h ì r° ú כ J(x)` ¦ A ü < ° ú s J(x) ≡
Z
xrT
du p(u) (11)
Ð & ñ _ \ ¦ , â Ð A\ _ ô Ç 6 x| ¾ Ó (S
Al)õ â Ð B\ _
ô Ç 6 x| ¾ Ó (S
lB) É r y y
S
lA(r, r
0; E) = J(r) + J(r
0), S
lB(r, r
0; E) = J(r) − J(r
0) (12) s
÷ &# Q ô Ç _ & h ì r° ú כ > í ß Ü ¼ Ð ¸ H â Ð\ @ /ô Ç 6
x| ¾ Ó` ¦ > í ß ½ + É Ã º e > ) a . ô Ǽ # J(x)\ ¦ ´ òÖ ¦& h Ü ¼ Ð ½ ¨
l 0 AK " f H ½ ¨ç ß ` ¦
r
T∼ r
δ(1½ ¨ç ß ); r
δ∼ r
A(2½ ¨ç ß ); r
A∼ ∞(3½ ¨ç ß ) (13) _
[ j  Òì rÜ ¼ Ð ¾ º H כ s a % ~ É rX <, 1½ ¨ç ß \ " f H x & h ì
r < ÊÃ º ] jY L H\ _ ô Ç : £ ¤s & h s Ò q tl Ù ¼ Ð Ã ºu & h ì r` ¦
l 0 AK " f s = √
r − r
Tü < ° ú É r à º ¨ 8 s 9 כ ¹ô Ç ½ ¨ ç
ß
s ÷ & ¦, r
δ H r
T_ Ã º C & ñ ¸ ÷ & H ° ú כ` ¦ 2 [ ) a .
2½ ¨ç ß É r { 9 ì ø Í& h à ºu & h ì rÜ ¼ Ð > í ß s 0 p xô Ç ½ ¨ç ß s
)
a . 3½ ¨ç ß ` ¦ & ñ _ H r
A H Ø æì ry & " f x & h ì r < ÊÃ º
& h H' I (asymptotic behavior)\ ¦ Ðs H ½ ¨ç ß ` ¦ & ñ _
ô Ç כ s . s ½ ¨ç ß \ " f x & h ì r < Êà º p(r) É r
p(r) = p 2µ
r E + Z
r − l(l + 1) 2r
2' p
2µE µ
1 + Z 2Er
¶
(14)
Ð H ½ + É Ã º e ¦, s כ ` ¦ & h ì rô Ç 6 x| ¾ Ó É r Z
rrA
du p(u) ' p
2µE(r − r
A) + Z 2 √
E (ln r − ln r
A) (15)
¢
¸ H k = √
2µE\ ¦ 6 x # Z
rrA
du p(u) ' k(r − r
A) + Z
2k (ln kr − ln kr
A) (16)
Ð H ½ + É Ã º e . ¢ ¸ô Ç r → ∞{ 9 M :, d (7)_ ì r ¸\ e
H p
E + (Z/r) − l(l + 1)/(2µr
2)_ ½ Ó É r √
E Ð j þ t à º e
Ü ¼Ù ¼ Ð d (8)\ " f & ñ _ ô Ç Green < ÊÃ º H rs Ø æì ry 9 þ t M
:, A ü < ° ú s H ÷ &# Q, r, r
0_ < ÊÃ º Ð ì ro \ ¦ ½ + É Ã
º e > ÷ & ¦,
g
l(r, r
0; E) ≈ e
i[kr+(Z/2k) ln kr]g ˜
l(r
0; E) (17)
#
l " f r
0, Eë ß _ < ÊÃ º Ð ³ ð & ³ ) a ˜ g
l(r
0; E) É r
˜
g
l(r
0; E) = X class. traj.
exp [i ˜ S
l(r
0; E) − iM
lπ/2]
√ 2µ E
1/4[E − V (r
0) − l(l + 1)/(2r
02)]
1/4, S ˜
l(r
0; E) = Z
∞r0
du p(u) (18)
s
ÐÂ Ò' d (7)_ > í ß É r I ≡
Z
∞0
dr
0˜ g
l(r
0; E) ψ(r
0, T ) (19) _
+ þ AI Ð ì ro ÷ &# Q r
0ë ß _ & h ì rë ß > í ß ) a . r ç ß s
â õ < Ê\ ψ(r
0, T )_ ° ú כs ² ú t > ÷ &Ù ¼ Ð I ° ú כ
`
¦ > í ß r ç ß _ o\ É r s : r oÖ ¦_ > í ß s 0 p
xK . s M : ˜ S
l(r
0; E)_ y r
0\ @ /ô Ç ° ú כ` ¦ $ © K ¿ º
#
Q Ö ¼X <, & h ì rs Á ºô Ç@ / t l M :ë H\ , r
0s Ø æì r y
H ° ú כ\ @ /K K $ 3 & h K \ ¦ ½ ¨ H כ s 9 כ ¹ . s
\
¦ 0 AK Ä º , d (14)\ " f H ô Ç ½ Ó` ¦ & h ì r\ " f ì ro r v
, Ä »´ ò( J $ [ > V
0(r) ≡ U (r) − l(l + 1)/(2µr
2) Ð & ñ _
½ + É M :,
Z
rrA
du p
E − V
0(u) = Z
rrA
du √ E
µ 1 + Z
2Eu
¶
+ Z
rrA
du ·p
E − V
0(u) − √ E
µ 1 + Z
2Eu
¶¸
(20) Ü
¼ Ð ÷ &# Q ' Í P : ½ Ó É r ì r$ 3 K ¸ ¦, ¿ º P : ½ Ó` ¦ 1/u\ @ /K > h ,
Z
rrA
du ³ a
2u
2+ a
3u
3+ a
4u
4+ · · ·
´
(21) s
÷ &# Q e _ _ r° ú כ\ @ /K B Ä º À 1 Ïo ° ú כ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e
.
d
(19)\ " f ψ(r, T ) H T = 0{ 9 M : hr|V
+|φ
0i ÐÂ Ò' Ø ¦ µ
1
Ï # , r ç ß ∆t t ± ú M :, ' í ß e
−iHa∆t\ ¦ 6 x
# ½ ¨ô Ç . : r ½ ¨\ " f 6 x H l $ < ÊÃ º Ð 6 x
H Sturmian < ÊÃ º S
nlκ(r) H
S
κnl(r) = 1 (2l + 1)!
s
(n + l)!
(n − l − 1)! (−2iκr)
l+1e
iκr×
1F
1(l + 1 − n; 2l + 2; −2iκr) (22)
Ð & ñ _ ÷ & HX <, à º è" é ¶ l $ < Êà ºü < q 5 p wô Ç g 1 Js ÷ &t ë
ß
, 4 ¤ èà º B > h à º κ\ ¦ & h { © y × þ ½ + É â Ä º rs 9 þ t M
:, t à º < Êà º& h Ü ¼ Ð y è H â > ¸| ` ¦ ¸ ú ë ß 7 á ¤ > [
O
& ñ ÷ &# Q s : r oÖ ¦_ > í ß \ B Ä º Ä »6 xô Ç כ Ü ¼ Ð · ú 9
< ÊÃ ºs .
III. T Æ X Ø× Dù o Ú 4 m ? _ ²
{ © I \ e H Ã º èg 1 J " é ¶ (s : r)_ 1F g s : r o Ö
¦ É r 6 £ §õ ° ú É r { 2 ³ K Γ
1= 4πZ
6ω
5exp[−(4Z/k) tan
−1(k/Z)]
1 − exp(−2πZ/k) (23)
> rF ô Ç . ¢ ¸ô Ç s \ @ /ô Ç Ã ºu & h > í ß É r, / B N" î s \ O
`
¦ â Ä º B Ä º ç ß é ß # , l $ < ÊÃ º\ ¦ s 6 x # ½ + É â Ä º 30> h & ñ ¸_ l $ < ÊÃ º\ ¦ ° ú ¦ ¸ B Ä º & ñ S X ô Ç ° ú כ` ¦ % 3 ` ¦ Ã
º e . Õ ª Q 1 l x < ÊÃ º r ç ß \ ½ + É â Ä º Õ ª
° ú
כ` ¦ > í ß l 0 AK " f H Ã ºu K 9 Ã º& h s . s \ ¦ 0 A K
1 l x < ÊÃ º_ / B Nç ß & h ì r í\ ¦ Ð & h ì r H ~ ½ ÓZ O ` ¦ × þ
½ +
É Ã º ¸ e ¦, l $ < ÊÃ º\ ¦ 6 x # Õ ª > Ã º\ ¦ ' § > = Ð ë ß [
þ
t# Q" f Û ¦ Ã º ¸ e . l $ < ÊÃ º\ ¦ 6 x H â Ä º, ô Ç& ñ ) a Ã
º(\ V\ ¦ [ þ t# Q N s ¦ )_ l $ < ÊÃ º\ ¦ 6 x½ + É Ã º µ 1 Ú
\
\ O l M :ë H\ 0 p xô Ç ô Ç & ñ S X ô Ç > í ß ` ¦ l 0 AK " f H N _ Ã º\ ¦ ß ¼> H כ s | Ã Ðf ½ + É כ s . K x 9 Ðm î ß
Fig. 1. Maximum eigenvalues of the hydrogen atom vs number of radial (Sturmian) basis functions with |κ| = 0.9, θ = 0.1.
_
@ /y o\ ¦ : xK ¦Ä »° ú כ` ¦ ½ ¨ > ÷ & Y > > h_ 5 Å q~ Ã Ì © I
_ \ -t ü < 8 ´ ú § É r à º_ ª _ \ -t ° ú כs ¸> ÷ &
HX <, 5 Å q~ Ã Ì © I _ â Ä º B Ä º & ñ S X ô Ç ° ú כ` ¦ Å Ò H ì ø Í , ª Ã
º_ â Ä º H 0 A& h ° ú כs ) a .
Fig. 1 É r 6 xô Ç t 2 £ § l $ < ÊÃ º_ Ã º\ \ -t
¦Ä »° ú כ_ þ j@ /° ú כ` ¦ · p כ Ü ¼ Ð l $ < Êà º à º_ 7 £ x
\
³ ð & ³÷ & H \ -t _ ° ú כs / å L > 7 £ x > ÷ &
#
Q s : r o\ ¦ À Ò HX < e # Q B Ä º Ä »o . Õ ª Q @ /y
o\ × ¼ H q 6 x (∝ N
2∼ N
3)` ¦ y î ß & h & ñ ô Ç N ° ú כ _
× þ s B Ä º × æכ ¹ . : £ ¤y s ½ ¨_ þ j7 á x 3 l q& h s Ã
º è\ @ /ô Ç > í ß s m , ¿ º > h s © _ , F g
\
¦ z ª ô Ç כ s l M :ë H\ & h ] X ô Ç þ j è N ° ú כ` ¦ ½ ¨ H כ
É
r B Ä º × æכ ¹ . ¢ ¸ô Ç À Ò H ë H] j\ , l $ < ÊÃ º
Ð 6 x H < ÊÃ º S
nlκ(r)_ B > h à º κ_ × þ s N ° ú כ
`
¦ × ¦s HX < s 6 x| ¨ c à º e HX <, { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð κ_ ] X @ /° ú כ s
1\ Ö ¦Ã º2 ¤ H \ -t © I \ ¦ 8 ¸ ú Ò ¦ à º e H X
< ì ø ÍK / B N" î 1 p x_ & ³ © ` ¦ À Ò HX < H Â Ò& h ½ + Ë [15].
:
r ½ ¨_ > í ß _ î ß & ñ $ í ` ¦ _ Û ¼à Ô l 0 AK " f 1 l x Ó
ü
6 £ §s r ç ß \ < Ê\ s : r oÖ ¦_ ° ú כs \ O
H\ ¦ S X H כ s 9 כ ¹ . G(E) 1 l xÓ ü 6
£
§\ 6 x` ¦ ½ + É M : 1 l xÓ ü 6 £ §s r ç ß \ \ O
H_ l ï rs ÷ & H r ç ß (characteristic time: τ )` ¦ Ò q ty
½ +
É 9 כ ¹ e . ë ß \ -t E = E
0+ ω s : r o ë H )
3
° ú כ` ¦ Å H \ -t ¦ @ /| Ä Ì 1/E\ K { © H r ç
ß
s ¦ ½ + É Ã º e l M :ë H\ , ë ß { 9 H F g _ \
-t 20eV s ¦ ô Ç , s r ç ß É r " é ¶ é ß 0 A Ð ¨ 8 í ß
½ +
É M :, τ ≈ 1/(20 − 13.6) × (0.5/13.6) ≈ 0.24 _ ° ú כ` ¦ ° ú
H . " f r ç ß ç ß ` ¦ s כ ` ¦ l ï rÜ ¼ Ð ¸& ñ # s
:
r oÖ ¦_ > í ß ° ú כs î ß & ñ o÷ & H τ ° ú כ` ¦ ¹ 1 Ô H כ s 9 כ ¹
Fig. 2. Estimation of ionization rate (a.u.) vs time (a.u.) for time step, 0.25, photon energy, 20 eV, N=150.
. î ß & ñ $ í \ % ò ¾ Ó` ¦ × ¦ Ã º e H ¢ ¸ _ H 0 A ©
o\ ¦ Å Ò H Maslov index [14] X <, ( J $ [ > _ ¸ ª \
Ð& ñ ` ¦ ½ + É â Ä º, M
l2 π = µ 1
2 + l + 1 2 − p
l(l + 1)
¶
π (24)
) a . Fig. 2 H Ð& ñ ÷ &l õ Ð& ñ ) a Ê ê_ s : r oÖ ¦ _
r ç ß & h o\ ¦ · p כ Ü ¼ Ð { 9 H F g _ \ - t
H 20 eV s ¦, > í ß \ " f ¦ 9 ) a 5 Å q~ Ã Ì © I _ Ã º 3> h
÷ & ¸2 ¤ % i . Õ ªa Ë >\ " f z ´ É r 0 A © Ð& ñ ` ¦ ô Ç כ s
¦, & h É r Ð& ñ ` ¦ t · ú § É r כ s . 6 xô Ç t 2 £ § < ÊÃ º_ Ã
º H 9 כ ¹ô Ç Ã º Ð Ø æì ry ´ ú § É r 150s % 3 ¦, r ç ß ç ß É r
· ú
¡\ " f / å Lô Ç τ ° ú כ_ > í ß õ 0.25(a.u.)s % 3 . s
Ð 8 H r ç ß ç ß ` ¦ ¿ º% 3 ` ¦ â Ä º H ¿ º õ _ s
ì r" î > Ð% i (Õ ªa Ë >\ " f H í < Ê÷ &t · ú §6 £ §). z ´] j
Ð 50> h_ t 2 £ § < ÊÃ º Ð ¸ _ ° ú É r õ \ ¦ Ð% i t ë ß , 0 A
©
Ð& ñ \ _ ô Ç ´ òõ ë ß ` ¦ Ðl 0 AK Ø æì ry H Ã º_ t 2 £ §
<
ÊÃ º\ ¦ 6 xô Ç כ s . Ð É r d (23)_ > í ß õ Ð Γ
1= 0.586 (a.u.) \ K { © ô Ç . s : r oÖ ¦ É r s ° ú כ` ¦ × æd Ü
¼ Ð 1 l x` ¦ Ðs HX <, Ð& ñ ` ¦ ô Ç â Ä º × æd \ 8 î
r כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e . Ð É r 1F g s : r oÖ ¦` ¦ ª
% i
< Æ& h Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç & ñ S X ô Ç ° ú כs Ù ¼ Ð × æd \ 8 ¾ ú > ô
Ç H z ´ É r ¦ & h H \ _ ô Ç õ ° ú כs & ñ S X ô Ç ° ú כ
\
8 ¸ ú ´ ú H H כ ` ¦ _ p > ) a .
Fig. 3 É r È Ò% ò í ß _ 6 xÜ ¼ Ð ] jü @÷ & H 5 Å q~ Ã Ì © I _
à º\ ¦ 7 " f s : r oÖ ¦` ¦ > í ß ô Ç כ Ü ¼ Ð & h É r 7> h_ 5 Å q~ Ã Ì © I \ ¦ ] jü @ô Ç > í ß s ¦ z ´ É r 3> h_ 5 Å q~ à Ì
©
I \ ¦ ] jü @ô Ç â Ä º_ > í ß õ s . F g _ \ -t
20 eV _ â Ä º ¿ º õ _ s Ðs t · ú § HX < ì ø ÍK F g
_ \ -t 15 eV Ð ë H) 3 ° ú כ (13.6 eV)õ Ö ¦ â
Fig. 3. Same as Fig. 2, but for two photon energies: 20 eV and 15 eV; dotted line is for 7 bound states while solid line is for 3 bound states included in the calculation.
Ä
º ç ß _ s \ ¦ Í Ç r` ¦ · ú Ã º e . 50 eV \ @ /K
"
f ¸ > í ß % i HX <, s M : H ¿ º â Ä º_ s ) t
· ú § H õ \ ¦ Ð% i (Õ ªa Ë >\ " f H Ò q t| Ä ÌH d). s H \ - t
ë H) 3 ° ú כ\ î r â Ä º, 5 Å q~ Ã Ì © I _ í < Ê # Â Ò õ
\ % ò ¾ Ó` ¦ p u > # r ç ß ç ß ` ¦ a % vy t 2 £ § < Ê Ã
º_ Ã º\ ¦ Z þ t# H 8¹ ¡ ¤ Ðî r > í ß ¸| s H d` ¦ _
p ô Ç .
15 eV_ â Ä º, t 2 £ § < ÊÃ º_ Ã º\ ¦ Ë ¨# Q " f > í ß _ î
ß
& ñ $ í ` ¦ _ Û ¼à Ô % i HX <, r ç ß ç ß s 0.25 a.u. â Ä
º t 2 £ § < ÊÃ º_ Ã º (N ) 100> h s © s 9 כ ¹ô Ç õ M
®
o ¦, s H > í ß _ ß ¼l & f ` ¦ _ p ô Ç . s ° ú כ (N )` ¦
×
¦s " f î ß & ñ ) a õ \ ¦ % 3 l 0 AK " f H r ç ß ç ß ` ¦ 8 a
%
v> # HX <, s H % i r > í ß _ ß ¼l & f ` ¦ _ p
ô Ç . " f s ¿ º ] j ¸| s s : r oÖ ¦ > í ß _ ´ òÖ ¦
$ í
` ¦ & ñ H © × æכ ¹ô Ç Ð 6 x > ÷ & HX <, : r
½ ¨_ > í ß õ , { 9 H F g _ \ -t s : r o ë H )
3
° ú כ Ð Ø æì ry H â Ä º Z } É r ´ òÖ ¦$ í ` ¦ ° ú 6 £ §õ 1 l xr \ q
§& h î ß & ñ & h õ \ ¦ Í Ç r` ¦ · ú Ã º e % 3 . s H s
% ò
% i \ " f ¦ & h H ¸ ú ÷ & H כ Ü ¼ Ð K $ 3 ½ + É Ã º e
. : r ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô Ç ~ ½ ÓZ O _ 6 xÜ ¼ Ð, É r > í ß õ _
© H s & h 5 Å q~ Ã Ì © I _ ¸] X s 0 p x < ÊÜ ¼ Ð+ ë
H) 3 ° ú כ H% _ \ -t \ " f_ % o 0 p xK & HX < s H
ª
% i < Æ& h > í ß õ ¦ % i < Æ& h > í ß _ © & h ` ¦ ½ + Ë ô
Ç _ p e . Õ ª Q : r ½ ¨_ © H 3 l q³ ð ´ òÖ ¦
$ í
s H \ e # Q" f H ô Ç> ¢ ¸ô Ç > rF ô Ç ¦ ½ + É Ã º e
. s ½ ¨\ " f S X Ðô Ç > í ß _ ´ òÖ ¦$ í ` ¦ ½ ÓÜ ¼ Ð ¾ Ó Ê ê 3^ ë H] j (3-body problem)ü < ° ú s ç ß é ß t ë ß B Ä º > í ß
l # Q 9î r ë H] j\ " f r Û ¼% 7 _ \ -t H â Ä º, ï r ¦
& h Green < Êà º\ ¦ & h 6 x H ½ ¨ à º' | ¨ c à º e ` ¦ כ Ü
¼ Ð \ V © ) a .
P c
p 8 ý ò k >
:
r ½ ¨_ õ & ñ \ " f ´ ú § É r ¸ ` ¦ K ï r p ² D G USC @ /
<
Æ_ Robin Shakeshaft §Ã ºa y × ¼w n m .
Y c
p w à U Ø ô
[1] A. Becker and F. H. M. Faisal, J. Phys. B 38, R1 (2005).
[2] X. Tang, H. Rudolph and P. Lambropolous, Phys.
Rev. Lett. 65, 3269 (1990).
[3] R. Dum, P. Zoller and H. Ritsch, Phys. Rev. A 45, 4879 (1992).
[4] R. M. Potvliege, R. Shakeshaft, Atoms in Intense Laser Fields (Academic, New York, 1990), p. 373.
[5] K. J. Schafer, K. C. Kulander, Phys. Rev. A 42, 5794 (1990).
[6] R. Shakeshaft, Phys. Rev. A 60, 1280 (1999).
[7] G. Tanner, K. Richter and J-M. Rost, Rev. Mod.
Phys. 72, 497 (2000).
[8] C. W. Byun, N. N. Choi, M-H. Lee and G. Tanner Phys. Rev. Lett. 98, 113001 (2007).
[9] A. Sanpera, P. J¨onsson, J. B. Watson and K. Bur- nett, Phys. Rev. A 51, 3148 (1995).
[10] M. Brack, R. K. Bhaduri, Semiclassical Physics (Westview, Boulder, 2003).
[11] M. D¨orr, R. M. Potvliege and R. Shakeshaft, Phys.
Rev. A 43, 3729 (1991).
[12] M. C. Gutzwiller, J. Math. Phys. 12, 343 (1971).
[13] M. C. Gutzwiller, Chaos in Classical and Quantum Mechanics (Springer-Verlag, New York, 1990).
[14] H. Friedrich and J. Trost, Phys. Rev. A 54, 1136 (1996).
[15] M.-G. Baik, Proc. Int’l. Symp. Laser Spectroscopy
10, 103 (2002).
Development of a Method for Calculating the Ionization Rate by Using the Semiclassical Green’s Function
Moon-Gu Baik
∗Department of Physics, Kyungwon University, Seongnam 461-701 (Received 11 December 2007)
We have developed an efficient calculational method for estimating ionization rates by using a semiclassical Green’s function because methods that make numerical calculations more efficient are important in atomic physics due to the requirements for huge computer resources. For the problem of ionization where no resonance is expected, we can assume that the first few bound states are enough to describe the whole system. We use a projection operator to separate those few states from the other states, which saves computational effort. The semiclassical Green’s function, including path integrals from a position (r
0) to another positions (r) on the path, could be expressed as the product of two functions (r
0and r). Moreover, we divided the integration path into three sections to reduce the computational efforts further. We tested the proposed method by calculating the 1-photon ionization rate of a hydrogen-like atom (or ion), and we confirmed that the proposed method was highly efficient with quite stable results. We expect this method to be applicable to complex systems.
PACS numbers: 31.15.Gy, 31.15.Kb, 32.80.Fb
Keywords: Ionization rate, Semiclassical Green function, Path integral
∗E-mail: [email protected]