Поляризационные характеристики спектра электродинамического эффекта Штарка
Демура А.В., Леонтьев Д.С., Лисица В.С.

Поступила в редакцию: 27 Октября 2023

DOI: 10.31857/S0044451024030040

PDF (589.2K)

Проведено детальное исследование физических процессов, ответственных за образование спектра атома водорода, возникающего при движении атома поперек сильного магнитного поля - так называемый электродинамический эффект Штарка, известный также как MSE (Motional Stark Effect). Исследованы механизмы формирования населенностей возбужденных водородных уровней при столкновениях с протонами плазмы. Сопоставлены данные теории и экспериментов по полным и парциальным по параболическим квантовым числам сечениям возбуждения уровней в системе координат движущегося атома. Предложен универсальный подход для расчета сечений с учетом их адиабатического уменьшения в области малых энергий в параболическом базисе волновых функций, селективный по параболическим квантовым числам. Развитый метод применен для построения радиационно-столкновительной кинетической модели для расчета парциальных населенностей возбужденных штарковских подуровней с учетом ионизации протонами. Выявлены источники термодинамически неравновесной природы населенностей штарковских подуровней электродинамического эффекта Штарка в широком диапазоне изменения плотности плазмы. Рассчитаны интенсивности штарковских π - и σ -компонент линии H_α в зависимости от энергии пучка, величины магнитного поля и плотности плазмы. Рассчитаны некоторые поляризационные характеристики спектров MSE в термоядерной плазме с магнитным удержанием. Полученные результаты находятся в разумном соответствии с имеющимися литературными данными. Развитый подход представляет интерес как общефизический, так и для MSE-спектроскопии в токамаках и других экспериментальных условий.