nhanh chóng về không theo khoảng cách. Ta nhận thấy các giá trị động lượng có xu hướng tụ lại trên đường chéo chính. Điều này chứng tỏ thế Coulomb cụ thể là tương tác
e – e trạng thái cuối có ảnh hưởng đến động lượng của hai electron khi bứt ra.
2.3.2.Xem xét ảnh hưởng của tương tác Coulomb đối với từng cơ chế ion hóa hóa
Khảo sát tất cả trường hợp NSDI, chúng tôi thu được phân bố năng lượng trước lúc tái va chạm của electron thứ nhất có dạng như hình 2.5. Đường đứt nét màu xanh
biểu diễn năng lượng ion hóa của electron thứ hai (Ip2). Trạng thái cơ bản của heli có
hai electron. Năng lượng để ion hóa electron thứ nhất của heli là 24,6 eV còn năng lượng để ion hóa electron thứ hai là 54,4 eV tương ứng xấp xỉ 2 a.u.
Hình 2.5. Phổ năng lượng quay về của electron tái va chạm trước lúc tái va chạm ứng với cường độ 3,5.1014 W/cm2.
Các giá trị năng lượng khảo sát trải dài từ 0 cho đến khoảng 2,4 a.u. Đa số electron tái
va chạm đều có năng lượng quay về thấp hơn năng lượng ion hóa electron thứ hai (Ip2).
Kết quả thu được phù hợp với việc sử dụng laser cường độ không quá cao 3,5.1014
W/cm2 (tương đương cường độ laser ngưỡng của nguyên tử heli ứng với bước sóng
800nm là 2,88.1014 W/cm2). Khi laser tương tác với nguyên tử, electron thứ nhất nhận
đủ năng lượng bứt ra khỏi nguyên tử chuyển động vào vùng năng lượng liên tục. Sau nửa chu kỳ quang học, laser đổi chiều thì electron thứ nhất quay trở lại tái va chạm với electron thứ hai còn liên kết trong nguyên tử nhưng năng lượng thu được dưới tác dụng của trường laser không đủ ion hóa trực tiếp electron thứ hai vì phần lớn các hiện tượng NSDI ghi nhận được thì electron có năng lượng tái va chạm thấp hơn năng lượng cần thiết để ion hóa electron thứ hai. Nếu phân chia tổng số hiện tượng NSDI
theo từng cơ chế thì trong 4387 hiện tượng có 405 hiện tượng xảy ra theo cơ chế er >
0, eb > 0 chiếm 9,23%; 1800 hiện tượng theo cơ chế er > 0, eb < 0 chiếm 41,03%; 1060
hiện tượng theo cơ chế er < 0, eb > 0 chiếm 24,16% và 1122 hiện tượng xảy ra theo cơ
chế er < 0, eb < 0 chiếm 25,58%. Như vậy đối với trường hợp cường độ laser không
cao chỉ xấp xỉ cường độ ion hóa ngưỡng thì electron thứ nhất quay trở lại va chạm với ion mẹ sẽ không có đủ năng lượng để kích thích trực tiếp electron liên kết bứt ra vùng năng lượng liên tục. Do đó xác suất xảy ra ion hóa theo cơ chế trực tiếp thấp hơn ba trường hợp còn lại. Chúng tôi sẽ phân tích ảnh hưởng của tương tác Coulomb lên phổ động lượng tương quan hai electron đối với bốn cơ chế ion hóa.
Hình 2.6. Phổ động lượng tương quan hai electron tương ứng khi chưa xét thế màn chắn Yukawa (hàng trên) và khi đã xét thế Yukawa (hàng dưới), cường độ
3,5.1014 W/cm2.
Hình 2.6 biểu diễn phổ động lượng tương quan hai electron khi xét tương tác e – e ở
trạng thái cuối (hàng trên) và khi thế tương tác này được thay thế bằng thế màn chắn Yukawa (hàng dưới) ứng với bốn cơ chế ion hóa: (a, e) er > 0, eb > 0; (b, f): er > 0, eb < 0; (c, g): er < 0, eb > 0; (d, h): er < 0, eb < 0. Vai trò của thế Coulomb thể hiện rõ khi ta so sánh phổ động lượng khi chưa xét và đã xét thế màn chắn Yukawa. So sánh hình 2.6a và 2.6e ứng với cơ chế ion hóa trực tiếp, hình 2.6d và 2.6h ứng với cơ chế ion hóa từ trạng thái kích thích kép, chúng tôi nhận thấy khi thay thế thế Coulomb bằng thế Yukawa thì các giá trị động lượng có xu hướng tụ dần về đường chéo chính chứng tỏ
thế Coulomb cụ thể là tương tác e – e trạng thái cuối ảnh hưởng mạnh mẽ đến động
lượng của hai electron khi bứt ra. Hai trường hợp er > 0, eb < 0 (hình 2.6b và 2.6f) và er
< 0, eb > 0 (hình 2.6c và 2.6g), phổ động lượng hầu như không thay đổi khi ta đưa thế
Yukawa thay thế thế Coulomb giữa hai electron.
Để tìm hiểu rõ hơn vai trò của thế Coulomb đến phổ động lượng thu được, chúng tôi xét khoảng thời gian chênh lệch giữa thời điểm ion hóa của hai electron sau tái va
Hình 2.7. Thời gian chênh lệch giữa thời điểm ion hóa của hai electron sau tái va chạm ứng với bốn cơ chế khảo sát ở hình 2.3 ở cường độ 3,5.1014 W/cm2.
Đối với cơ chế thứ nhất (hình 2.7a), hai electron bị ion hóa gần như đồng thời nên khoảng thời gian chênh lệch xấp xỉ bằng không. Tương tự trong cơ chế thứ tư (hình 2.7d), hai electron ion hóa từ trạng thái kích thích kép nên thời gian chênh lệch xấp xỉ bằng không cũng chiếm đa số các hiện tượng khảo sát. Trong hai trường hợp này, hai electron chuyển động bứt ra khỏi nguyên tử trong phạm vi rất gần nhau nên lực tương tác Coulomb giữa chúng là rõ rệt. Khi hai electron ion hóa cùng lúc thì tương tác điện giữa chúng sẽ ảnh hưởng đến động lượng của mỗi electron. Lúc này sự gia tốc electron này trong trường laser sẽ làm cản trở electron kia gây nên sự chênh lệch trong động lượng của hai electron tạo nên cấu trúc chữ “V” trong phổ động lượng tương quan. Nếu ta đưa thế màn chắn Yukawa vào thì gần như hai electron bay ra độc lập và không ảnh hưởng gì đến nhau nên giá trị động lượng của hai electron gần như bằng nhau. Do
đó phổ phân bố dọc theo đường chéo chính. Còn ở hai cơ chế er > 0, eb < 0 (hình 2.7c)
và er < 0, eb > 0 (hình 2.7d) thì luôn tồn tại một khoảng thời gian hoãn giữa hai thời
điểm ion hóa của hai electron sau tái va chạm, phân bố phần lớn trong khoảng thời
gian từ 0 đến 0,5T0 với T0 là chu kỳ quang học của laser. Điều này có thể suy ra rằng
khi electron thứ nhất quay trở lại tái va chạm với electron thứ hai thì nó không ion hóa trực tiếp electron này mà phải mất một khoảng thời gian trong vòng một phần tư chu kỳ quang học của laser thì nguyên tử mới bị ion hóa kép. Do hai electron bị ion hóa vào thời điểm khác nhau nên lực tương tác giữa chúng rất nhỏ và không ảnh hưởng nhiều đến giá trị động lượng. Vì vậy, cấu trúc phổ động lượng khi chưa xét và đã xét thế Yukawa ở hai trường hợp này đều không có sự khác biệt nhiều.
2.4. Khảo sát ảnh hưởng của tương tác Coulomb lên quá trình ion hóa kép không liên tục ứng với cường độ laser mạnh trên ngưỡng 4,5.1014 không liên tục ứng với cường độ laser mạnh trên ngưỡng 4,5.1014
W/cm2