5.4. Возмущенное угловое распределение и поляризация

5.4.1. Общая теория

В настоящем разделе мы рассмотрим случай, когда возбужденные атомы возмущаются внешним или внутренним полем. Теория возмущенного углового распределения была развита в ядерной физике (см., например, Steffen, Alder, 1975). Мы начнем изложение с обсуждения основных принципов теории, а в следующем разделе и в гл. 6 приведем некоторые примеры ее использования.

Далее мы всегда предполагаем, что возмущение слабое и мало влияет на процессы возбуждения и распада, но достаточно сильно изменяет состояния атомов в период между возбуждением и распадом (предполагается, что моменты возбуждения и распада точно определены). В этом случае применима теория, изложенная в разд. 4.7.

Если возмущением можно пренебречь в процессе возбуждения, то возбужденные атомные состояния в момент можно характеризовать мультиполями состояний Последующая временная эволюция мультиполей теперь определяется гамильтонианом где возмущение, и оператор эволюции имеет вид Поэтому в выражениях разд. 5.3 нужно заменить на Возбужденные атомы в момент времени характеризуются мультиполями состояний

согласно общему соотношению (4.7.5), в котором в оператор теперь включен член описывающий

радиационный распад состояний. Подстановка (5.4.1) в (5.3.4а) дает

Сравнивая с (5.3.4), мы видим, что зависящий от времени экспоненциальный множитель в (5.3.4) заменяется общим коэффициентом возмущения, описывающим эволюцию во времени.

Различные внешние и внутренние поля могут влиять на временную эволюцию. Наблюдая экспериментально, как эти возмущения изменяют угловое распределение и поляризацию излучения, можно извлечь информацию о различных свойствах возбужденных состояний. Теперь проиллюстрируем сказанное несколькими примерами.