Об эффекте трансформации длины волны, длительности и мощности лазерных импульсов при рассеянии на ускоренно движущихся частицах Об эффекте трансформации длины волны, длительности и мощности лазерных импульсов при рассеянии на ускоренно движущихся частицах Семиков С.А. (аспирант ННГУ), радиофизический факультет научный руководитель – Бакунов М.И.

Баллистическая теория Ритца и её подтверждения Баллистический принцип (классическое сложение скорости источника v и скорости света c) и опыты, его подтверждающие: аберрация света опыт Майкельсона опыт Физо опыт Саньяка космическая радиолокация лазерная локация Луны и ИСЗ синхротронное излучение

Подтверждения баллистической теории синхротронным излучением электронов Опыты на накопителях Сибирь-1 и ВЭПП-3 «Броуновское» движение электронов в камере накопителя ВЭПП-3 под ударами реонов, по схеме работы [11] стрелками отмечены запаздывающие импульсы света, переизлучённого пластинкой [13]

Искажения графиков лучевых скоростей звёзд, меняющих скорость света (эффект Барра) Искажения кривой лучевых скоростей создают иллюзию эксцентриситета орбиты e' = LK/Pc 2, словно у вытянутой к Земле ( *=90°), и иллюзию планет с периодами кратными орбитальному P V r = –Ksin(2 t/P), а при задержке t=L/(c–V r ) - L/c LV r /c 2 Как полагают, половина экзопланет – в резонансе 1:2 (Rodigas, 2009)

Эффект Ритца - трансформация длины волны, длительности и мощности импульсов света Эффект Ритца: dt'=(1+La r /c 2 )dt Свет, излучённый в момент t, принимается в момент t'=t+L/C L/ t=V r, С=с–V r С/ t=- V r / t=-a r Вальтер Ритц ( ) Разница скоростей света у фронтов волн от ускоренно движущегося источника приводит к изменению интервалов меж волновыми фронтами: t'= t(1+La r /c 2 ); '=cT'= (1+La r /c 2 ); P'=P t/ t' =P/(1+La r /c 2 ).

Подтверждения эффекта Ритца в космосе и в земных лабораториях По эффекту Ритца увеличение длины волны света от крутящихся галактик соответствует закону Хаббла и измеренной постоянной Хаббла H o =75 (км/с)/Мпк: расчётная величина H c =a r /c 74 (км/с)/Мпк при R=2 кпк и V=210 км/с, типичных для ядра нашей и др. галактик. В опыте Бёммеля [14] найденный по эффекту Мёссбауэра сдвиг частоты от источника с ускорением a подтверждает эффект Ритца. красное смещение опыт Бёммеля

Схема установки для трансформации частоты света, длительности и мощности импульсов В лаборатории для эффективной трансформации требуется La r /c 2 ~ 1 и a r = c 2 /L ~ м/с 2, при дистанциях L ~ 1 м. В поле E такое ускорение a=Ee/m электрона ( e/m=1,76·10 11 Кл/кг ) достигается при величине E ~ 10 6 В/м – легко реализуемой. В зависимости от величины и знака поля E свет преобразуется в СВЧ, терагерцовый, ИК-, УФ-, рентгеновский и гамма–диапазон

Ожидаемые характеристики и критерии проверки эффекта Ритца в экспериментальной установке В случае справедливости эффекта Ритца обнаружится зависимость частоты света f ', длительности t импульсов и мощности излучения P от расстояния L, от параметра эксцентриситета =La/c 2 и от угла абсолютная фазовая фокусировка T =(8 /3)r e 2 6,65·10 –29 м 2

Генерация нечётных гармоник рассеивающими частицами под давлением света Давление света p=2I/c сообщает ускорение a=F/m~I/ cr. П ри I ~ Вт/см 2 ~ 10 3 кг/м 3 r ~ 10 –9 м, ускорение достигает a ~ м/с 2 – пороговой величины, требуемой для преобразования частоты по эффекту Ритца и для искажения формы сигнала. Для малых частиц точнее: a=F л /m~r 3 E 0 B 0 / r 3 ~ ~4 0 I / c I~10 20 Вт/см 2 F (t)~r 3 j(t)B(t)=r 3 E 0 sin( t)B 0 sin( t), искажение создаёт сигнал типа «меандра»: E'(t)~cos( t)–cos(3 t)/3+cos(5 t)/5–…, или «треугольника»: E'(t)~cos( t)+cos(3 t)/9+cos(5 t)/25+…,

Методы генерации аттосекундных импульсов Типы установок для генерации аттосекундных импульсов генерация в инертном газе (вверху) генерация в плазме при лазерной абляции поверхности (справа внизу)

Генерация гармоник по эффекту Ритца Генерация гармоник по эффекту Ритца может объяснить роль поляризации излучения смещение гармоник в высокочастотную область при росте пиковой мощности высокую интенсивность резонансных гармоник влияние интенсивности предымпульса роль наночастиц в субстрате и их размера

Литература 1. Guthnik P. // Astr. Nachr. 195, 265 (1913). 2. Freundlich E. // Phys. Z. 14, 935 (1913). 3. Rodigas T.J., Hinz P.M. // Astrophysical Journal, 702, 716 (2009). 4. De Sitter W. // Phys. Z. 14, 429, 1267 (1913). 5. Крюков П.Г. Фемтосекундные импульсы. М.: Физматлит, Тернов И.М., Михайлин В.В., Халилов В.Р. Синхротронное излучение и его применения. М.: МГУ, Бэттен А. Двойные и кратные звёзды. М.: Мир, Wallace B.G. // Spectroscopy Letters. 2 (12), 361 (1969). 9. Ritz W. // Ann. Chim. Phys. 13, 145 (1908). 10. Barr J.M. // J. Roy. Astron. Soc. of Canada, 2, 70 (1908). 11. Винокуров Н.А. // Наука из первых рук, 33, вып. 3, 8 (2010). 12. Семиков С.А. // Труды XIV-й научной конференции по радиофизике. 7 мая 2010 г., С Александров Е.Б. // Химия и жизнь, 3, 16 (2012). 14. Франкфурт У.И., Френк А.М. Оптика движущихся тел. М.: Наука, с. 15. Ганеев Р.А. // УФН. 179, 1, 65 (2009).