ArticlePDF Available

Photo effect on a hydrogen atom in an extremely strong magnetic field

Authors:
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
Т. 63, 4 ФИЗИКА 2020
УДК 539.12 DOI: 10.17223/00213411/63/4/109
Ю.П. КУНАШЕНКО1, Г.Н. НАРИМАНОВА2
ФОТОЭФФЕКТ НА АТО МЕ ВОДОРОДА В ЭКСТРЕМАЛЬНО СИЛЬНОМ
МАГНИТНОМ ПОЛЕ *
Рассмотрен фотоэффект на атоме водорода, помещенном в экстремально сильное магнитное поле. Иссле-
дована зависимость сечения от угла между импульсом фотона и вектором напряженности магнитного поля (на-
правлением свободного движения испущенного электрона). Показано, что в присутствии магнитного поля харак-
тер зависимости сечения от этого угла существенно меняется. Изучена зависимость сечения от энергии фотона и
показано, что вблизи порога реакции необходимо учитывать взаимодействие электрона с ядром атома водорода.
Ключевые слова: фотоэффект, экстремально сильное магнитное поле, деформированный атом водорода.
Введение
Свойства атома водорода, помещенного в сильное магнитное поле, существенно отличаются
от свойств обычного атома. Данная проблема представляет значительный интерес для задач аст-
рофизики [1–4], физики твердого тела и атомной физики. Впервые эта задача была рассмотрена в
работе Шиффа и Снайдера [5]. В дальнейшем задаче об атоме водорода в сильном магнитном поле
было посвящено множество работ (см., например, [6] и приведенные там ссылки).
Как известно, сильное магнитное поле деформирует (сжимает) атом в поперечном (перпенди-
кулярном магнитному полю) направлении [6, 7]. Деформация атома водорода наступает, если ха-
рактерный размер локализации электрона в магнитном поле H/аceH= (Hнапряженность
магнитного поля, eзаряд электрона) меньше боровского радиуса 2
2
аme
= (mмасса электро-
на) т.е. H
аa<. Следовательно, для деформации атома водорода магнитное поле должно удовле-
творять условию [1–7]:
23 9
кр 32.35 10
mce
HH>= =⋅
Гс.
Все эти работы посвящены исследованию спектра атома водорода в сильном магнитном поле.
С нашей точки зрения, особый интерес представляет изучение взаимодействия такого атома с фо-
тонами и заряженными частицами. Магнитное поле действует не только на атом водорода, но и
на частицы, принимающие участие в реакции. В этом случае протекание рассматриваемого про-
цесса будет сильно отличаться от процесса в отсутствие поля. В данной работе рассмотрен фото-
эффект на таком деформированном атоме водорода при нерелятивистских энергиях. Релятивист-
ский случай будет рассмотрен в отдельной работе, кроме того, в дальнейшем будет рассмотрена
аннигиляция позитрона на деформированном атоме водорода.
Влияния внешних сильных электромагнитных полей на различные физические процессы по-
стоянно изучаются в научной литературе, например, в работе Никишова и Ритуса рассматривался
распад π-мезона в поле электромагнитной волны и постоянном электромагнитном поле [8]; радиа-
ционные эффекты и их усиление во внешнем поле показаны в работе [9]; влияние лазерного поля
на β-распады ядер и другие процессы в отсутствие поля описаны в [10]. Влияние сильного элек-
трического поля кристалла и других электрических и магнитных полей на электромагнитные про-
цессы также рассматривалось в работах [11–21].
Сечение фотоэффекта
Матричный элемент поглощения фотона атомом водорода с испусканием электрона (матрич-
ный элемент фотоэффекта) имеет вид [7]
* Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках базовой части 101.
Уважаемые читатели!
Доступ к полнотекстовой версии журнала
«Известия высших учебных заведений. Физика»
осуществляется на платформе
Научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU
на платной основе:
https://www.elibrary.ru/contents.asp?titleid=7725
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
ResearchGate has not been able to resolve any references for this publication.