Nuclear quantum optics with x-ray laser pulses
研究了超强激光场与原子核的直接相互作用。我们表明，目前和即将到来的高频激光设施，特别是与目标核的适度加速，允许共振激光核相互作用。这些直接相互作用可用于原子核性质的光学测量，如跃迁频率和偶极矩，从而打开了核量子光学的领域。作为最终目标，人们可能希望直接激光-核相互作用能够成为一种多功能工具，以加强核物理的准备，控制和检测。
2006-04-11 nucl-th quant-ph
On a variational principle model for the Nuclear Caloric curve
在最近工作的基础上，我们用变分原理模型计算了核热曲线。一个Skyrme型的相互作用，并没有动量依赖。计算是针对大核，即在核物质极限下进行的。因此，我们只解决卷碎片化的问题。尽管如此，结果是类似于以前的，主要是唯象计算的有限核。我们发现裂解的开始可以突然作为温度/激发能的函数。
2005-08-04 nucl-th
Pairing core swelling effect in Pb isotopes at $N>126$
基于Skyrme Hartree-Fock-Bogoliubov理论，我们重新讨论了Pb同位素在$N>126$处电荷半径同位素位移的突然增加。新的参数化的配对相互作用优化选择四Skyrme相互作用大大提高了这种现象的描述。密度相关的自旋轨道相互作用也被调查，并进一步增加了电荷半径。这种对关联显著地改变了费米能级附近的中子轨道性质，并对引出$N>126$上Pb同位素中束缚态良好的质子起着至关重要的作用。以$^{208}$ Pb为“核心”核，提出了一种新的对核膨胀效应：对相互作用通过收缩扩散的$1g_{9/2}$轨道和混合尖锐的$0i_{11/2}$轨道来减小“价”中子轨道的半径.同时，核心核膨胀，导致$N > 126$的电荷半径突然增大。这种特征行为出现在核表面附近的密度分布中，并且其测量是非常可取的。
2022-03-25 nucl-th
Nonlinear optical effects in a nucleus
强激光技术产生的光具有前所未有的和不断增长的强度。这一结果表明，原子核对强光场的响应可能是非线性的，这也是核非线性光学研究的一个新领域。我们考虑的双光子和三光子吸收（随后的衰变）过程的氘核，最简单和最基本的非平凡的核，作为原型的核非线性光学效应。对这些过程进行了定量计算，并预测了新的可观察到的影响。
2020-08-29 nucl-th physics.atom-ph
Laser-assisted nuclear photoeffect reexamined
在计及剩余核库仑场影响的情况下，以规范不变的方式重新计算了激光辅助核光电效应的S矩阵元和截面。比较了平面波近似和长波库仑-伏尔科夫近似下激光自由截面与γ光子能量的关系。通过数值计算，研究了激光光子能量为2 keV、能量为3 MeV的γ光子的几种不同偏振态的激光辅助部分截面。
2013-03-06 nucl-th
Lasers as a Bridge between Atomic and Nuclear Physics
本文综述了光学和紫外激光辐射在低能核物理中的应用。我们考虑了激光诱导核反斯托克斯跃迁、激光辅助和激光诱导内转换以及电子桥和反电子桥机制作为激发和退激低能核同质异能态的工具。本文详细地介绍了对反常的低能核同质异能态（以$^{229}$ Th核为例）的研究。
1997-06-02 nucl-th
Near threshold laser-modified proton emission in nuclear photoeffect
讨论了在阈值附近强相干激光场引起的核光电效应中质子发射几率的变化，其中剩余核的库仑场的阻碍作用是必不可少的。导出了激光辅助微分截面与激光自由微分截面的比值，发现它与$γ$场的偏振态以及所考虑的两种核初态无关。给出了强场某些特征参数下该比值的数值。
2013-06-25 nucl-th
Recollision induced nuclear excitation of $^{229}$Th
以前我们提出了一种用激光驱动电子轰击激发$^{229}$ Th核的新方法[W. Wang等人，物理修订信函127，052501（2021）]。本文旨在通过解释进一步的理论细节和提出扩展的新结果来阐述该方法。采用Tkalya [E. V. Tkalya，Phys. Rev. Lett. 124，242501（2020）]。新的截面是从狄拉克扭曲波计算，而不是从狄拉克平面波计算，因为我们以前使用。畸变波截面比平面波结果高5 ~ 6个数量级。随着激发截面的更新，计算出$^{229}$ Th从电子分裂中的同分异构激发概率为每飞秒激光脉冲每核$10^{-12}$的量级。计算和讨论了激发几率与激光强度、激光波长和激光脉冲宽度等激光参数的关系。
2022-05-05 nucl-th physics.atom-ph
α-Decay in Ultra-Intense Laser Fields
研究了在超强激光场作用下，当α粒子和子体质心的径向矢量与外场方向一致时，球形核的α衰变.α-子体相互作用的时间无关部分取自弹性散射汇编，而时变部分描述衰减系统与激光场之间的相互作用。依赖于时间的薛定谔方程的数值求解，呼吁修改计划的Crank-Nicolson类型的一个额外的一阶时间导数出现相比，无场的情况下。对于包络函数F（t）=1的连续波或少周期脉冲，在不同激光强度和频率下，确定了α团簇的隧穿几率和导出量（衰变率，总通量）。我们表明，在后一种情况下，脉冲序列包含奇数个半周期确定增强的隧穿概率相比，无场的情况下和连续波的情况下。本研究是以α衰变核$^{106}$ Te为例进行的。
2013-07-05 nucl-th physics.atom-ph quant-ph
Nuclear fission in intense laser fields
快速发展的强激光技术使直接的激光核耦合成为可能。本文利用原子核双折叠势，从理论上研究了强激光场对质子衰变、α衰变和团簇衰变等一系列核裂变过程的影响。结果表明，这些衰变过程的半衰期可以被修改的不可忽略的金额，例如在0.01或0.1倍的顺序在未来几年内可用的强激光场。除了数值结果，一个近似的解析公式推导出连接的激光诱导的修改的衰变半衰期和衰变能量。
2020-08-08 nucl-th physics.atom-ph
Nuclear recollisions in laser-assisted $α$ decay
从理论上研究了强激光场中$α$衰变后的激光诱导核裂变。结果表明，强激光对$α$衰变的隧穿率没有明显影响，但可以完全改变$α$的粒子谱.对于$10^{22}-10^{23}$ W/cm $^{2}$的强度，场足够强以诱导发射的$α$粒子和子核之间的碰撞。场中的$α$粒子获得的能量可以达到20 MeV，足以在飞秒时间尺度上触发几种类型的核反应。对于质子发射后的激光诱导电离也可以得出类似的结论。讨论了激光诱导核裂变实验实现的前景。
2013-01-07 nucl-th physics.atom-ph
The nuclear AC-Stark shift in super-intense laser fields
研究了光频域超强激光场与原子核的直接相互作用。作为主要的观测量，我们考虑了由于激光场的非共振激发而引起的原子核低能级的AC斯塔克位移。我们包括加速核的情况下，能够控制的频率和强度的激光场在核静止帧在很宽的参数范围内。我们发现，在典型的量子光学系统相对于各自的跃迁频率相同的顺序的AC斯塔克位移是可行的与国家的最先进的或不久的将来的激光场强度和适度的加速目标核。随着这种转变，我们发现激光诱导的修改质子均方根半径和质子密度分布。因此，我们期望直接的激光与原子核的相互作用与其他超强光与物质的相互作用过程，如对创建相关。
2006-06-20 nucl-th
Shielding of an external oscillating electric field inside atoms
根据希夫定理，外部电场在中性原子的原子核处消失，即它完全被电子屏蔽。这使得原子核电偶极矩（EDM）无法观测到。本文将Schiff定理推广到振荡电场中。这样的场可以到达核并与核EDM相互作用。当光场与原子或分子的跃迁共振时，会出现增强效应。在辐射跃迁、辐射核子俘获、核的光激发或电激发以及激光诱导或激光增强的核反应等不同的核反应中，电子屏蔽对低能核电偶极跃迁振幅有很大的影响。
2018-08-30 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Intense X-ray laser-induced proton emission from halo nuclei
利用非微扰量子$S$矩阵方法研究了强X射线激光诱导晕核质子发射。我们解析地导出了质子发射的角微分和总的多光子率。对于线偏振的X射线激光场，我们发现质子发射的角分布敏感地依赖于激光频率，并且随着激光频率的增加以及吸收光子数的增加，呈现出有趣的花瓣结构。同时，我们发现质子与剩余核之间的库仑排斥势对质子的总多光子发射率有很强的阻碍作用，导致多光子跃迁频率的蓝移.此外，还讨论了激光场的偏振效应对质子总发射率的影响。我们发现，极化椭圆率对应的最大的总速率依赖于激光频率，从微扰质子发射到非微扰质子发射的过渡。揭示了上述发现的潜在机制，并讨论了一些启示。
2022-10-15 nucl-th
Rate for Laser-Induced Nuclear Dipole Absorption
利用Brink-Axel假设，我们导出了平均能量为$\hbar ω_0 \approx 5$ MeV的$N \gg 1$光子的激光脉冲对核偶极激发的速率$R$。正如预期的$R \propto (\hbar ω_0)^3$。该速率还与激光脉冲的孔径$α$成比例。也许不太令人期待的是，不管激光脉冲的相干程度如何，$R \propto N$都是有效的。$R$的表达式，推导出一个几乎平稳的激光脉冲，也是有效的短时间内，因此，可以使用在模拟通过速率方程的多个核偶极激发由一个单一的脉冲。本文给出的$R$对激光脉冲参数和核参数的显式依赖关系，将有助于优化激光核反应实验。
2020-05-05 nucl-th quant-ph
Laser-induced electronic bridge for characterization of the $~^{229\rm{m}}\rm{Th} \rightarrow ~^{229\rm{g}}\rm{Th}$ nuclear transition with a tunable optical laser
从理论上研究了一种通过激光诱导电子桥确定$~^{229\rm{m}}\rm{Th}$异构体激发能的方法。在满足双光子共振条件的能量下的光学或紫外激光的存在下，激发的核态可以通过将其能量转移到电子壳层而衰变。然后，通过吸收激光光子和同时的核的去激发，将束缚电子提升到激发态。我们提出了计算率的激光诱导电子桥过程中，并讨论了相应的设置的实验要求。我们的结果表明，根据核跃迁能量的实际值，该速率可以非常高，与高达$10^8$的辐射核衰变相比具有增强因子。
2017-09-13 nucl-th physics.atom-ph
Dominant Secondary Nuclear Photoexcitation with the X-ray Free Electron Laser
从理论上研究了X射线自由电子激光与固体靶相互作用产生共振核光激发的新机制。我们的研究结果出乎意料地表明，在所产生的冷高密度等离子体中，将原子核耦合到原子壳层的次级过程可以主导直接光激发。作为一个例子，我们讨论的情况下，$^{93m}$钼异构体耗尽的电子捕获作为二次过程的核激发被证明是数量级更有效的比直接的激光-核相互作用。进一步推导了重新审视X射线自由电子激光在涉及固态靶的核实验中的作用的一般性论点。
2014-02-27 nucl-th physics.atom-ph physics.plasm-ph
Tuned electron-nucleus resonance as a tool of producing the 229mTh isomer
提出利用双光子方法通过电子跃迁混合展宽229mTh同核异能素谱线，以高效精炼其能量，适用于离子化和中性钍原子，效率高出两个数量级。
2024-03-25 nucl-th
Nuclear signatures in high-harmonic generation from laser-driven muonic atoms
研究了μ子原子在强激光场中的高次谐波产生。我们特别感兴趣的是由有限的核质量和大小引起的效应。我们采用修改后的软核和硬核势对μ子核动力学进行了完全量子力学处理。结果表明，谐波谱的高能截止点的位置与核质量有关，而谱坪的高度则与核半径有关。我们还证明了$γ$ -射线谐波可以产生从μ原子在超强真空紫外场，这有可能引起光-核反应。
2007-06-02 nucl-th physics.atom-ph
Laser-assisted α decay of actinide nuclei in bichromatic fields
College of Science, National University of Defense Technology（国防科技大学理学院）
本研究开发了变形单参数模型，定量研究超强激光场对锕系核α衰变的影响，并提出基频-二次谐波双色激光方案，将时间平均修正效果提升一到两个数量级。
2025-10-13 nucl-th
Laser-assisted deformed $α$ decay of the ground state even-even nuclei
本文系统研究了超强激光场对形变基态偶偶核α衰变半衰期的影响，推导了穿透概率变化率的解析公式，并发现激光波长越短则穿透概率平均变化率越大。
2023-07-05 nucl-th
Excitation of $^{229}$Th nuclei in laser plasma: the energy and half-life of the low-lying isomeric state
本文介绍了$^{229}$ Th核低能同质异能态的实验研究结果。这项工作由几个阶段组成。在第一阶段，激光脉冲在含$^{229}$ Th的靶面上形成等离子体，在等离子体中，$^{229}$ Th核被逆内转换激发到低位同质异能态能级。然后，通过外部电场从等离子体中提取具有激发核的钍离子，并将其注入到在硅衬底上生长的薄SiO $_2$膜（其为具有约9 eV带隙的介电材料）中。在第二阶段，用电子能谱的一般方法记录了硅基片的光子-电子发射后同质异能核的γ衰变。用电子取代光子配准使我们能够将所需信号增加几个数量级，并检测到$^{229}$ Th核衰变。在第三阶段，从标准的真空紫外源获得的电子光谱，允许确定光子的能量。为了证明探测信号是由同分异构的$^{229}$ Th核衰变引起的，进行了一系列实验。电子能谱分析结果表明：核跃迁的能量为$E_{\text{is}}=7.1(^{+0.1}_{-0.2})$ ~eV，真空裸核中同质异能态能级的半衰期为$T_{1/2}=1880\pm170$ ~s，同质异能态核跃迁的约化几率为$B_{\text{W.u.}}(M1;3/2^+\rightarrow 5/2^+)=(3.3\pm0.3)\times10^{-2}$。
2018-04-01 nucl-ex nucl-th physics.optics
Nuclear Excitation and Control Induced by Intense Vortex Laser
提出强涡旋激光诱导核激发与控制的理论方法，利用OAM实现类氢钍-229核磁矩三维旋转及拓扑保护周期辐射模式。
2025-03-17 nucl-th physics.optics
Enhanced effects of the Lorentz invariance and Einstein equivalence principle violation in 229Th nuclear transition
229Th核在7.8eV窄跃迁中的洛伦兹不变性和爱因斯坦等效原理违反效应可能比原子大10万倍。这种转变可以使用高精度激光光谱学方法来研究，具有非常小的宽度，并且抑制了系统效应。在73 eV的235 U核跃迁，这是未来的激光光谱范围内的影响，预计类似的值。穆斯堡尔跃迁给出了另一种可能性。
2015-11-16 gr-qc hep-ph nucl-th
Energy of the $^{229}$Th nuclear clock transition
$^{229}$ Th的第一核激发态为基于激光的原子核光学控制提供了独特的机会。它的特殊性能允许核光学时钟的发展，提供了一个互补的技术，并有望超过目前的电子壳层为基础的原子钟。迄今为止，由于对$^{229}$ Th核激发态能量的不精确认识，核钟的发展受到阻碍。在这封信中，我们报告了一个直接的激发能测量这个难以捉摸的状态，并将其限制为8.28 $\pm$ 0.17 eV。能量由中性$^{229}$ Th原子中激发核衰变过程中飞行中发射的内转换电子的光谱确定。通过价电子壳层测量核激发能，从而合并核物理和原子物理学领域，以推进精确计量。基态和激发态之间的跃迁能量对应于149.7 $\pm$ 3.1 nm的波长。这些发现为高分辨率核激光光谱学奠定了基础，从而为开发前所未有的精确度的核光学时钟奠定了基础。核钟的应用范围很广，从相对论大地测量到暗物质研究，再到观测基本常数的潜在时间变化。
2019-05-10 nucl-ex nucl-th physics.ins-det
Enhanced proton-boron nuclear fusion cross sections in intense high-frequency laser
研究了在强线偏振单色激光场作用下质子-硼核聚变的截面。首先，我们使用Kramers-Henneberger（KH）变换重写含时薛定谔方程，该变换允许将问题的所有时间依赖性转移到势函数中。然后，对于满足高频极限的强激光场，KH框架下的时间平均格式是有效的。我们可以用WKB近似计算库仑势垒穿透率，然后用唯象的伽莫夫形式计算质子-硼核聚变截面。我们发现，相应的库仑势垒穿透性显着增加，由于抑郁症的时间平均势垒。结果表明，质子-硼核聚变截面的增加与一个无量纲量$n_{\mathrm{d}}$有关，该量等于质子-硼核碰撞的振幅与碰撞半径的比值.对于$n_{\mathrm{d}}=9$，我们预测在$\varepsilon=148$ keV的入射能量下，熔合截面的共振峰增强了约$26$倍。当入射能量为$\varepsilon=586$ keV时，由于过势垒熔合机制，熔合截面的共振峰不仅被增强，而且向$\varepsilon=392$ keV的低能区移动.
2022-04-19 nucl-th
Long Time Energy Oscillation Between Electron Shell and Nucleus in $^{229}$Th Ions and Coherent Electron Bridge for Nuclear Quantum Battery
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）；National Research Nuclear University MEPhI（国立核研究大学莫斯科工程物理学院）；Institute of Nuclear and Radiation Physics, Russian Federal Nuclear Center-VNIIEF（俄罗斯联邦核中心-VNIIEF核与辐射物理研究所）；Nuclear Safety Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核安全研究所）
本文研究$^{229}$Th离子中电子壳层与原子核之间的相干能量转移，提出利用相干电子桥激发同质异能态$^{229m}$Th，并设计核量子电池。
2026-07-02 nucl-th
Multi-photon interactions in lepton photo-production on nuclei at high energies
本文研究了高能重核和核介质中轻子光生量子电动力学中的多光子效应。我们感兴趣的是能量，电荷密度和核的几何形状依赖的截面。我们使用的碰撞参量表示，使我们能够减少光生产的问题，在核库仑场的电偶极子的传播问题。在Glauber模型的框架下，我们恢复了与电偶极子在核上的多次再散射相对应的多光子振幅的无穷级数。我们发现，由于多光子相互作用所产生的幺正效应是小的和能量无关的散射在一个单一的核，而在宏观核介质的情况下，他们饱和的几何限制的总截面。我们讨论了核介质和强激光束之间的类比。
2009-11-24 hep-ph nucl-th
