Content uploaded by Yuri Kuashenko
Author content
All content in this area was uploaded by Yuri Kuashenko on Jan 21, 2021
Content may be subject to copyright.
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= (H – напряженность
магнитного поля, e – заряд электрона) меньше боровского радиуса 2
2
аme
= (m – масса 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