헬륨원자의 언 떠돌이별 주기궤도 주위에서의 기준꼴

최낙렬,이민호,변창우,류성룔 한국물리학회 2002 새물리 Vol.44 No.2

We calculate the frozen planetary orbit with high accuracy and expand the Hamiltonian around the orbit up to a 10th order polynomial. Using the Floquet transformation, we transform the expanded Hamiltonian to a form adequate to apply the Birkhoff-Gustavson normal form theory. Then, we obtain the normal form of the Hamiltonian around the frozen planetary orbit. Distinct nonlinear effects can be seen in the domain of convergence of the normal form although the domain is restricted to a narrow region. 헬륨원자의 언 떠돌이별 궤도를 정확하게 계산하고, 이를 바탕으로 하미토니안을 이 궤도 주위에서 10차 항까지 전개하였으며, 이것을 플로케(Floquet) 변환함으로써 Birkhoff-Gustavson 기준꼴 이론이 적용될 수 있는 형태의 하밀토니안을 얻었다. 이를 토대로 일직선 짜임새 안에서 이 궤도주위에서의 기준꼴 하밀토니안을 구했다. 기준꼴이 수렴하는 영역은 제한된 좁은 영역이긴 하지만 비선형 좌표변환의 효과가 눈에 드러날 정도의 영역임을 알 수 있다.

시간-지연된 초고속 레이저 펄스에 의한 아토초 전자 파속의 각운동량 재분포

최낙렬 한국물리학회 2011 새물리 Vol.61 No.7

In a pump-probe experiment with an atom exposed to an attosecond pulse train and a time-delayed ultrafast laser pulse, the angular mometum distribution of the electron wave packet generated by the attosecond pulse train can be altered by the laser pulse. The Volkov approximation, from which we can obtain an analytical expression of the angular momentum redistribution, is examined for its validity. Comparing the results obtained by applying the Volkov approximation with those obtained by using a numerical integration of the time-dependent Schroedinger equation, we confirm the validity and the accuracy of the approximation. 아토초 펄스열과 초고속 적외선 레이저 펄스를 사용한 펌프-프로브 방법에 있어서,아토초 펄스열에 의해 원자로부터 발생된 전자 파속이 뒤이어 입사되는 레이저 펄스에 노출될 때겪게 되는 각운동량 분포의 변화를 해석적으로 나타내는 볼코브 근사식의 타당성을 조사하였다. 이를 위해서 시간의존 슈뢰딩거 방정식을 수치적으로 적분하여 얻어진 전자 파속의 각운동량 분포와볼코브 근사식을 적용하여 얻어진 각운동량 분포를 비교한 결과,볼코브 근사식이 정확한 결과를 준다는 것을 확인할 수 있었다.

강한 자기장 내에서의 전자-수소원자 산란을 위한 J-matrix 방법: I, L² basis의 선택

최낙렬 金烏工科大學校 1990 論文集 Vol.11 No.-

강한 자기장 내에서의 전자-수소원자 산란을 다루기에 적합한 J-matrix의 L²basis를 SO(2,1) Lie algevra를 이용하여 찾아낸다. 이 basis set은 모든 matrix element를 analytic하게 구할 수 있게 해준다

Scattering Matrix Formulation of the Total Photoionization of Two-electron Atoms

이민호,최낙렬 한국물리학회 2010 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.56 No.6

A rigorous derivation of an exact quantum-mechanical formula is presented for the total pho-toionization of two-electron atoms in terms of local scattering matrices that describe local dynamics separately in the inner and the outer parts of a surface dividing the whole con¯guration space. The exact formula is a correct extension of a previously known formula that misses the contribution of the channels closed at the dividing surface. The validity of semiclassical treatments of the outer part can be examined by evaluating the contribution of channels closed at the dividing surface.

닫힌 궤도 이론의 이-전자 원자에 대한 적용: 일차원 모형

이민호,변창우,최낙렬 한국물리학회 2013 새물리 Vol.63 No.3

As the energy of a two-electron atom approaches to the double ionization threshold ($E = 0$), the atomic radius and the number of coupled channels rapidly increase as |E|−1 and |E|−3/2,,respectively. Therefore, a quantum calculation is rarely implemented for the energy region beyond the 20th single-ionization threshold. To overcome this limitation, we suggest a semiclassical method based on the closed orbit theory and investigate its validity. The fluctuation in the total photoionization cross-section is due to the contribution of high-lying doubly-excited states. However, the characteristic of the fluctuation that the amplitude shrinks as the energy approaches the double ionization threshold can be explained by the instability of the triple collision singularity. Thus, we apply the closed orbit theory by considering the orbits around the closed triple-collision orbits. The volume of the initial region around the triple-collision point from which orbits start and return shrinks as the energy approaches the double ionization threshold. The fluctuation in the total photoionization cross-section can be described by using the contribution of these orbits, which can be easily calculated by using the semiclassical method even for the energy region close to the double ionization threshold. We demonstrate the validity of the semiclassical method by comparing the result with the exact quantum result for the fluctuation in the photoionization cross-section of collinear helium atoms in a relatively low-energy region. 이-전자 원자의 에너지가 이중이온화 문턱에너지 ($E = 0$)에 다가감에따라 결합되는 채널의 수와 원자의 반지름이 각각 |E|−1 and |E|−3/2으로 급격히 증가하므로 현재의 컴퓨팅 자원으로 20번째단전자 이온화 문턱에너지 이상의 에너지 영역에서는 광이온화 단면적의양자역학적인 계산이 어려운 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해닫힌 궤도 이론을 이용한 준고전적 계산 방법이 적용 가능한지 검사해본다. 광이온화 단면적의 요동 (fluctuation)은 높은 이중 들뜬 공명상태에 의해 나타나지만, 이러한 요동이 에너지가 점점 문턱에너지로접근함에 따라 그 요동의 진폭이 줄어드는 경향은 삼중 충돌 특이점에서그 특징을 얻을 수 있으므로 그런 특이점을 만드는 궤도를 중심으로닫힌궤도 이론을 적용시키고자 한다. 시스템의 전체 에너지가문턱에너지로 접근할 수록 요동에 기여하는 궤도는 닫힌삼중충돌궤도들에아주 가까운 것들만 남게 되는데, 이런 궤도들의 준고전적인 성질들을이용하여 요동 부분을 기술한다. eZe 구조를 가지는 일차원 헬륨에대해 비교적 낮은 에너지 영역에서 양자역학에 의해 만들어지는 결과와비교함으로써 그 타당성을 조사한다.

준고전적 보미안 궤적의 적용: 강한 레이저에 의한 일차원 원자모형의 이온화

변창우,이민호,최낙렬,김대성 한국물리학회 2014 새물리 Vol.64 No.1

To treat ionization of atoms in an intense laser field (ILF), we have to solve the time-dependent Schrodinger equation. Most existing traditional methods for doing that need computing resources that increase exponentially as the number of degrees of freedom of the system of interest grows. For this reason, there is no numerical quantum solution that can be compared with double-ionization of He in an ILF. Bohmian mechanics could allow the exponential scaling with system size to be circumvented by using trajectories, as in classical mechanics, for which the initial conditions are sampled using Monte Carlo techniques. We want to use semiclassical Bohmian mechanics, which doesn't need any pre-calculation of the wave function, in order to obtain solutions that we can compare with the experimental results for the ionization of multielectron atoms in an ILF. As a first stage, we survey the possibility of employing the semiclassical Bohmian method in a study of the above-threshold ionization in the 1-dimensional hydrogen model. 강한 레이저에 노출된 원자의 이온화 현상을 이론적으로 다루기 위해서는 시간의존 슈뢰딩거 방정식의 해를 구해야 하는데, 기존의 통상적인 방법으로는 계의 자유도가 늘어남에 따라 필요한 전산 자원이 지수적으로 늘어나게 되어, 지금까지도 800 nm 펨토초 레이저 펄스에 노출된 헬륨원자의 이-전자 이온화에 대한 실험 결과와 비교할 수 있는 양자역학적 수치 해가 알려져 있지 않다. 고전역학에서와 같이 궤적을 사용할 수 있는 방법을 사용하면, 초기조건을 몬테카를로 샘플링으로 취함으로써 자유도에 따른 전산 자원의 지수적 증가를 피할 수 있다. 우리는 파동함수에 대한 정보 없이 보미안 궤적을 수치적으로 구하는 방법의 하나로 알려진 준고전적 보미안 방법을 도입하여 강한 레이저에 노출된 다-전자 원자의 이온화 실험결과와 비교할 수 있는 수치 해를 구하고자 한다. 우선 그 첫 번째 단계로서 일차원 단-전자 원자 모형의 이온화를 다룸으로써 준고전적 보미안 방법의 적용 가능성을 검사한다.

B-spline R-matrix Calculations for Photoionization of the Be-isoelectronic Sequence

이민호,변창우,최낙렬,김대성 한국물리학회 2017 New Physics: Sae Mulli Vol.67 No.7

We use the B-spline R-matrix (BSR) method to calculate the photoionization cross sections for the seven lightest members in the four-electron Be sequence. For these light ions, we employ the non-relativistic $LS$-coupling scheme, and we report the cross sections of the $^1$S$^e$ ground state over the range of incident photon energies from the first ionization threshold of the ion to its $1s^23d$ ionization threshold for each ion. We demonstrate the validity and the accuracy of the BSR method by comparing the results of our calculations with those of previous calculations and with experimental results. We also confirm that the problem of unphysical pseudo-resonances can be avoided in the BSR method.

보미안 궤적의 수치적 계산: 강한 레이저에 의한 일차원 원자모형의 이온화

변창우,이민호,최낙렬,김대성 한국물리학회 2015 새물리 Vol.65 No.1

Solutions to the time-dependent Schr¨odinger equations (TDSEs) are needed to treat ionization of many-electron atoms in intense laser fields. As the degrees of freedom of the system increase, the required computing resouces increase exponentially, precluding the possibility of numerical solutions. A quantum-mechanical treatment of the double ionization of the helium atom by femtosecond laser pulses still remains an inaccessible numerical problem. Bohmian mechanics has recently been considered as an alternative for solving the TDSEs. The generalized iterative finite difference method has been reported to have been conducted rather successfully among many methods using Bohmian mechanics. We examine the feasibility and the validity of the generalized iterative finite difference method as a numerical method for treating the ionization of the 1-dimensional hydrogen atom exposed to a strong laser pulse. 강한 레이져에 의한 다-전자 원자의 광이온화 현상의 이론적인 연구를 위해서는 시간의존 슈뢰딩거 방정식을 풀어야만 한다. 그러나 계의 자유도가 늘어날 수록 요구되는 전산 자원의 수요는 수치적인 해를 얻는 것을 불가능하게 만든다. 지금까지도 펨토초 레이져에 의한 원자의 이중 이온화에 대한 양자 계산은 기초적인 단계를 벗어나지 못하는 실정이다. 최근 보미안 역학은 양자 궤적을 이용하여 TDSE을 해결할 새로운 대안으로 고려되고 있다. 보미안 역학을 이용한 많은 방법 중에 일반화된 반복적 유한 차분법은 2차원 부조화 포텐셜 문제에 상당히 성공적으로 수행되었다. 강한 레이져에 노출된 일차원 수소원자 모형에 이 방법을 적용하여 레이져에 의한 원자의 이온화 현상에 보미안 역학의 사용 가능성을 조사하고자 한다.

Theoretical Photoionization Spectra for the Ground State of a Mg-like Fe14+ Ion converging to the Fe15+ 3l Thresholds

김대성,변창우,이민호,최낙렬 한국물리학회 2015 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.66 No.6

The photoionization cross sections for the ground-state of a Mg-like Fe14+ ion converging to theFe15+ 3l thresholds are calculated in LS coupling by using the variational eigenchannel R-matrixmethod, where is a much simpler technique than other extensive calculations such as the relativisticBreit-Pauli R-matrix method. The major approximation for this calculational formalism concernsthe use of a Hamiltonian H that does not refer to the full atomic system, but represents only thevalence electrons plus a central effective potential to represent the effects of the inner shell. Thepresent calculational results are compared with the previous results obtained by considering therelativistic effects. With detailed descriptions for the resonances of the cross section across the Fe15+3l thresholds, we show that the relativistic effects are not so crucial in the energy range below theFe15+ 3d threshold. The resonant states are identified and analyzed by using the resonance positionsEr, effective quantum numbers n∗, and widths Γr based on the idea of eigenphase gradients.

Classical Mechanics of Collinear Positron-Hydrogen Scattering

이민호,변창우,문진성,최낙렬,김대성 한국물리학회 2015 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.67 No.3

We study the classical dynamics of the collinear positron-hydrogen scattering system below the three-body breakup threshold. Observing the chaotic behavior of the scattering time signals, we introduce a code system appropriate to a coarse-grained description of the dynamics. Also, for the purpose of systematic analysis of the phase space structure, the surface of a section chosen to match the code system is introduced. Partition of the surface of the section leads to a surprising conjecture that the topological structure of the phase space of the system is invariant under exchange of the dynamical variables of a proton with those of a positron. A finite set of forbidden patterns of symbol sequences is also found, and the shortest periodic orbit around which invariant tori form an island of stability in the chaotic sea is found to be stable. Finally, we discuss a possible quantum manifestation of the classical phase space structure relevant to resonances in the scattering cross sections.