强激光场中Kramers-Henneberger分子光谱的研究

According to Kramers-Henneberger (KH) high-frequency approximation, some exotic diatomic molecules (He2 and HeS, etc.), which are not stable in free space, can be stabilized in super-intense laser field. But such molecules have not been observed in experiments, partially because theoretical study is not enough for experimental demonstration. For example, there are only a few molecules have been studied and almost all the study focuses on electric ground states; there is no theoretical calculation for molecular spectrum. Therefore, the main purpose of this proposal is to theoretically study such molecular stabilization more systematically. Our study will cover not only ground state but also some specific excited states and more molecules will be studied. Furthermore, in order to support future experiments, for each molecule, we will optimize experimental laser parameters and calculate molecular spectrum based on potential surfaces of both ground and excited states. Since new molecules mean new properties and new applications, it can be expected that, observation of these exotic molecules will lead to a new hot area in strong field physics.

基于Kramers-Henneberger 高频近似理论，在高频超强激光场中，本来不成键的两个原子可以形成很强的化学键而形成全新的双原子分子，比如He2 和HeS 等。但是此类分子从来没有在实验中探测到，其中一个重要原因是理论工作不够，不足以推动实验的开展，比如，目前的理论研究都集中在电子基态；研究的分子种类也很少；没有任何关于此类分子光谱的理论计算。鉴于此，本课题的主要目的是从理论上更加系统性的研究它们的稳定性。我们的研究不仅仅包括电子基态，也包括某些特定激发态；同时也会涵盖更多的奇异分子。并且，为了给将来的实验提供理论支持，对应于每一个分子，我们还会优化实验的激光参数；通过分子基态和激发态势能面来精确计算这些分子在高频超强激光场中的分子光谱。由于新的分子意味着新的物性和新的应用价值，可以预见，一旦这类分子被发现，将会开启一个全新的强场物理的研究热点。

基于Kramers-Henneberger 高频近似理论，在高频超强激光场中，本来不成键的两个原子可以形成很强的化学键而形成全新的双原子分子，比如He2 等。但是此类分子从来没有在实验中探测到，其中一个重要原因是理论工作不够，不足以推动实验的开展，尤其是缺少电子激发态和分子光谱的理论计算。鉴于此，本课题的从理论上更加系统性的研究它们的稳定性。我们的研究不仅仅包括电子基态，也包括某些特定激发态；通过分子基态和激发态势能面精确计算了这些分子在高频超强激光场中的分子光谱。我们的研究结果为KH分子光谱的实验探测和验证打下良好的基础。另外，我们还提出了利用中性原子的有质动力加速来实验验证KH原子的方法，并且从已有文献数据中找到了KH原子存在的证据；研究了KH原子的斯塔克效应，发现KH原子的斯塔克效应与里德堡原子类似；研究了有质动力对KH原子结构和稳定性的影响，发现有质动力能够打破KH原子结构的对称性，使KH原子发生隧穿或越垒电离。这些研究结果使我们对原子分子在超强激光场中的动力学有了更进一步的了解。