Самовыстраивание. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Самовыстраивание - выстраивание ансамблей атомов и молекул, образующееся без внеш. воздействий, а в результате, напр., пленения излучения (в плазме) и соударения частиц. И то и другое может быть по разным причинам анизотропным, что приводит к самовыстраиванию атомов (молекул) в определ. квантовых состояниях.

При пленении излучения его анизотропия приводит к выстраиванию состояния, возбуждённого этим излучением. В произвольной точке объёма, занятого плазмой, можно выделить два направления с экстремальными интенсивностями излучения (в цилиндрич. разрядной трубке оно максимально параллельно оси, а в направлении, перпендикулярном оси и радиусу трубки, оно минимально) и наведённое им самовыстраивание будет двуосным. Оно описывается тензором, гл. оси к-рого совпадают с осями симметрии распределения излучения. Ни в какой системе координат двуосное самовыстраивание нельзя описать разностью населённостей зеемановских подуровней, в матрице плотности всегда останутся «когерентные» члены, связывающие состояния с разными магн. числами т. Но на оси трубки самовыстраивание одноосно и его можно свести к продольному выстраиванию, адекватному разности заселённостей зеемановских подуровней.

Ещё один вид самовыстраивания - скрытое выстраивание, связанное с тепловым движением частиц. Благодаря этому движению вероятность взаимодействия с излучением и вероятность столкновений для каждой частицы имеют неизотропное осесимметричное распределение, и в результате ансамбль атомов с заданным направлением теплового движения может оказаться выстроенным. В ср. по всему объёму скрытое самовыстраивание не проявляется вследствие хаотичности теплового движения. Тем не менее локальное скрытое самовыстраивание оказывает влияние на контур излучения (поглощения) спектральной линии, а через него - на количеств. характеристики пленения излучения и населённость уровней.

Самовыстраивание, как и выстраивание вообще, разрушается магн. нолем, не параллельным оси выстраивания (Ханле эффект ).При этом меняются поляризац. характеристики излучения, а иногда и интенсивность. Эти изменения образуют т. п. сигналы выстраивания, позволяющие определять константы релаксации - радиац. распада, столкновит. разрушения выстраивания и др.

Самовыстраивание впервые было зарегистрировано в тлеющем разряде; его наблюдали также в короне и протуберанцах Солнца. Изучение поляризац. характеристик солнечного излучения позволило найти распределение магн. поля в солнечных пятнах и проследить за его изменением.

Самовыстраивание атомов наблюдалось в возбуждённых состояниях, но оно возможно и в оси. состоянии. Однако осн. состояния значит. части атомов элементов таблицы Менделеева не удовлетворяют необходимому для выстраивания условию, согласно к-рому квантовое число угл. момента должно быть не меньше единицы. См. также ст. Интерференция состояний и лит. при ней.

Литература по самовыстраиванию

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.