Спектроскопия импульсов ионов отдачи и электронов: реакционные микроскопы

Спектроскопия импульсов ионов отдачи и электронов представляет собой быстро развивающийся метод, позволяющий измерять векторные импульсы нескольких ионов и электронов, образующихся при фрагментации атомов или молекул. В уникальном сочетании в современных установках, так называемых реакционных микроскопах, обычно достигаются большие телесные углы, близкие к 4π, и высокое разрешение по импульсу — порядка нескольких процентов атомной единицы (а.е.). Возникнув на основе спектроскопии импульсов ионов отдачи и спектроскопии ионов отдачи холодной мишени (COLTRIMS), реакционные микроскопы — «пузырьковые камеры атомной физики» — стали решающим шагом вперед в исследовании многочастичной квантовой динамики, возникающей при воздействии зависящих от времени внешних электромагнитных полей на атомные и молекулярные системы, а также на поверхности и твердые тела. В статье основное внимание уделено последним техническим достижениям и по меньшей мере четырем новым классам экспериментов по фрагментации, появившимся примерно за последние пять лет. Во-первых, многомерные изображения в импульсном пространстве предоставили беспрецедентную информацию о динамике и структуре фрагментации молекул, фиксированных в пространстве, под действием одного фотона. Во-вторых, применение реакционных микроскопов обеспечило прорыв в исследовании фрагментации атомов и молекул под действием лазерных импульсов высокой интенсивности и малой длительности. В-третьих, исследование двухэлектронных реакций при воздействии электронов и ионов достигло уровня, на котором были получены первые полностью дифференциальные сечения (FDCS). В-четвертых, полные наборы FDCS для однократной ионизации атомов при столкновении с ионами — наиболее простой реакции атомной фрагментации — позволили получить новые сведения, выявить ряд неожиданностей и поставить перед теорией непредвиденные задачи при энергиях столкновений от кэВ до ГэВ. Кроме того, в начале статьи приведен краткий обзор кинематики. В заключение кратко рассматриваются широкие перспективы дальнейшего развития метода.