Когерентные изотопические эффекты в излучении газоразрядной плазмы

Обнаружено новое спектроскопическое явление, возникающее в газоразрядной плазме смеси изотопов Ne²⁰ и Ne²² в области магнитных полей компенсирующих изотопический сдвиг частот переходов. Эффект регистрируется в виде оптико-магнитных резонансов, центрированных на магнитных полях отвечающих точной компенсации сдвига, он возникает на определенных переходах и проявляется в изменении населенности уровней перехода. Вследствие последнего свойства эффект, обусловленный каким-либо из переходов, наблюдается в излучении со многих других уровней, как в интегральном излучении плазмы, так и на ряде спектрально выделенных переходов (рис. а). В последнее время он зарегистрирован и в поглощении лазерного излучения (рис. б). Здесь сдвинутые резонансы связаны с пересечением частот ИК-переходов.

Форма резонансов нелоренцевая. В производной сигнала по магнитному полю, она может изменяться от куполообразной до близкой к производной лоренциана. В зависимости от типа перехода форма или одноконтурная (переходы J=1->J=0) или двухконтурная, типа пик в широком провале (переходы J=0->J=1).

Для спектроскопии газоразрядной плазмы и физики в целом подобные эффекты когерентной связи возбужденных атомов разных изотопов явление совершенно необычное и его природу еще предстоит выяснить. На данный момент анализируются возможности образования радиационно связанных состояний изотопических атомов и интерференции квазистатических полей ближней зоны излучения такой пары. Экспериментально проверяются следствия, вытекающие из этих моделей.

а)	б)
Рис. (а) Резонансы в излучении на переходах неона: 1 – 2p9-4d'4, 2 – 1s2-2p1, 3 – 1s2-2p3, 4 - 1s2-2p4, 5 - λ = 6514 Ǻ, 6 - 2p10-3d5, 7 - 2p4-3s'''1, 8 - 2p2-3s1. (б) Резонансы в поглощении лазерного излучения (λ = 6328 Ǻ).

Публикации

1. Saprykin E.G., Soroki V.A. Nonlinear phenomena produced by own spontaneous emission in low–temperature plasma of gas discharge. // Technical Digest of IV International Symposium on Modern Problems of Laser Physics, Novosibirsk, Russia, August 22-27, 2004, p. 239.
2. Сапрыкин Э.Г., Сорокин В.А. Аномальные оптикомагнитные резонансы в спонтанном испускании смеси четных изотопов неона. // Труды IV международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики», С–Петербург, 16-20 окт. 2006 г., с. 173-175.
3. Сапрыкин Э.Г., Сорокин В.А. Деформация оптикомагнитных структур в излучении протяженного источника // Опт. и спектр., 2010, Т. 109, № 4, 573-580.