Импульс как мост между квантовым и классическим мирами: роль времени релаксации в импульсном туннельном эффекте
(Стр. 296-311)
Подробнее об авторах
Рахимов Рустам Хакимович
доктор технических наук; заведующий, лаборатория № 4, Институт материаловедения
Академия наук Республики Узбекистан
г. Ташкент, Республика Узбекистан
Академия наук Республики Узбекистан
г. Ташкент, Республика Узбекистан
Нажимая на кнопку купить вы соглашаетесь с условиями договора оферты
Аннотация:
В статье развивается концепция импульса как универсального моста между квантовым и классическим описаниями физических процессов. Определяющим параметром перехода между режимами является соотношение фронта нарастания импульса τr и характеристического времени релаксации системы τrel (безразмерный параметр α = τr/τrel). При α 1 реализуется неадиабатический (квантово-когерентный) режим; при α 1 – адиабатический (классический). На основании развитой концепции импульсного туннельного эффекта (ИТЭ) и механизма фотон-фонон-фотонного преобразования в функциональной керамике показано, как широкополосное солнечное излучение трансформируется в когерентные импульсы с заданным фронтом нарастания. Рассмотрены механизмы термостабилизации в тепличных системах; приведены результаты испытаний композитных пленок. Концепция ИТЭ сопоставлена с теорией Келдыша и обсуждается в контексте современных исследований по неадиабатической фотохимии и фемтосекундной спектроскопии.
Образец цитирования:
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ: Рахимов Р.Х. Импульс как мост между квантовым и классическим мирами: роль времени релаксации в импульсном туннельном эффекте // Computational Nanotechnology. 2026. Т. 13. № 2. С. 296-311. DOI: 10.33693/2313-223X-2026-13-2-296-311. EDN: XJFJWU
Список литературы:
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика (нерелятивистская теория). Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Наука, 1974. 752 с.
Попов В.С. Туннельная и многофотонная ионизация атомов и ионов в сильном лазерном поле (теория Келдыша) // Успехи физических наук. 2004. Т. 174. № 9. С. 921–955.
Рахимов Р.Х. Возможный механизм эффекта импульсного квантового туннелирования в фотокатализаторах на основе наноструктурированной функциональной керамики // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 3. С. 26–34. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-26-34. EDN: QZQMCA.
Рахимов Р.Х. Импульсный туннельный эффект: фундаментальные основы и перспективы применения // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 1. С. 193–213. DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-193-213. EDN: EWSBUT.
Рахимов Р.Х. Композитные пленки: результаты широкомасштабных испытаний // Computational Nanotechnology. 2025. Т. 12. № 2. С. 129–141. DOI: 10.33693/2313-223X-2025-12-2-129-141. EDN: QTAHVQ.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Импульсный туннельный эффект. Особенности взаимодействия с веществом. Эффект наблюдателя // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 2. С. 115–144. DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-2-115-144. EDN: MWBRQW.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Перспективы солнечной энергетики: роль современных гелиотехнологий в производстве водорода // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 3. С. 11–25. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-11-25. EDN: NQBORL.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Фононный механизм преобразования в керамических материалах // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 21–35.
Федоров М.В. Работа Л.В. Келдыша «Ионизация в поле сильной электромагнитной волны» и современная физика взаимодействия атомов с сильным лазерным полем // ЖЭТФ. 2016. Т. 149. № 3. С. 522–529.
Benz A.O. Flare observations // Living Rev. Solar Phys. 2017. Vol. 14. P. 2. DOI: 10.1007/s41116-016-0004-3.
Bernstein N. et al. Lattice dynamics of nanostructured oxides // Phys. Rev. B. 2009. Vol. 79. P. 144103. DOI: 10.1103/PhysRevB.79.144103.
Boyd R.W. Nonlinear optics. 4th ed. Academic Press, 2020. 634 p.
Cahill D.G. et al. Nanoscale thermal transport // J. Appl. Phys. 2003. Vol. 93. Pp. 793–818. DOI: 10.1063/1.1524305.
Critten D.L., Bailey B.J. A review of greenhouse engineering developments during the 1990s // Agric. Forest Meteorol. 2002. Vol. 112. Pp. 1–22. DOI: 10.1016/S0168-1923(02)00048-X.
Decker C. Photoinitiated crosslinking polymerisation // Prog. Polym. Sci. 1996. Vol. 21. Pp. 593–650. DOI: 10.1016/0079-6700(95)00027-5.
Eliasson B., Hirth M., Kogelschatz U. Ozone synthesis from oxygen in dielectric barrier discharges // J. Phys. D: Appl. Phys. 1987. Vol. 20. Pp. 1421–1437.
Fujishima A., Honda K. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode // Nature. 1972. Vol. 238. Pp. 37–38. DOI: 10.1038/238037a0.
Hashemi Amiri M. Hydrothermal stability of iron oxide-based catalysts: a review // Catal. Today. 2018. Vol. 310. Pp. 8–22.
Hisatomi T., Kubota J., Domen K. Recent advances in semiconductors for photocatalytic and photoelectrochemical water splitting // Chem. Soc. Rev. 2014. Vol. 43. Pp. 7520–7535. DOI: 10.1039/C3CS60378D.
Kudo A., Miseki Y. Heterogeneous photocatalyst materials for water splitting // Chem. Soc. Rev. 2009. Vol. 38. Pp. 253–278. DOI: 10.1039/B800489G.
Rabitz H. et al. Whither the future of controlling quantum phenomena? // Science. 2000. Vol. 288. Pp. 824–828. DOI: 10.1126/science.288.5467.824.
Sension R.J. et al. Ultrafast excited-state dynamics in the green fluorescent protein chromophore // J. Am. Chem. Soc. 1993. Vol. 115. Pp. 6075–6082.
Shapiro M., Brumer P. Quantum control of molecular processes. 2nd ed. Wiley-VCH, 2012. 562 p.
Sugioka K., Cheng Y. Ultrafast lasers – reliable tools for advanced materials processing // Light: Science & Applications. 2014. Vol. 3. P. e149. DOI: 10.1038/lsa.2014.30.
Wang Q. et al. Scalable water splitting on particulate photocatalyst sheets with a solar-to-hydrogen energy conversion efficiency exceeding 1% // Nature Materials. 2016. Vol. 15. Pp. 611–615. DOI: 10.1038/nmat4589.
Zewail A.H. Femtochemistry: Atomic-scale dynamics of the chemical bond // J. Phys. Chem. A. 2000. Vol. 104. No. 24. Pp. 5660–5694. DOI: 10.1021/jp001460h.
Попов В.С. Туннельная и многофотонная ионизация атомов и ионов в сильном лазерном поле (теория Келдыша) // Успехи физических наук. 2004. Т. 174. № 9. С. 921–955.
Рахимов Р.Х. Возможный механизм эффекта импульсного квантового туннелирования в фотокатализаторах на основе наноструктурированной функциональной керамики // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 3. С. 26–34. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-26-34. EDN: QZQMCA.
Рахимов Р.Х. Импульсный туннельный эффект: фундаментальные основы и перспективы применения // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 1. С. 193–213. DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-1-193-213. EDN: EWSBUT.
Рахимов Р.Х. Композитные пленки: результаты широкомасштабных испытаний // Computational Nanotechnology. 2025. Т. 12. № 2. С. 129–141. DOI: 10.33693/2313-223X-2025-12-2-129-141. EDN: QTAHVQ.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Импульсный туннельный эффект. Особенности взаимодействия с веществом. Эффект наблюдателя // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 2. С. 115–144. DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-2-115-144. EDN: MWBRQW.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Перспективы солнечной энергетики: роль современных гелиотехнологий в производстве водорода // Computational Nanotechnology. 2023. Т. 10. № 3. С. 11–25. DOI: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-11-25. EDN: NQBORL.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Фононный механизм преобразования в керамических материалах // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 21–35.
Федоров М.В. Работа Л.В. Келдыша «Ионизация в поле сильной электромагнитной волны» и современная физика взаимодействия атомов с сильным лазерным полем // ЖЭТФ. 2016. Т. 149. № 3. С. 522–529.
Benz A.O. Flare observations // Living Rev. Solar Phys. 2017. Vol. 14. P. 2. DOI: 10.1007/s41116-016-0004-3.
Bernstein N. et al. Lattice dynamics of nanostructured oxides // Phys. Rev. B. 2009. Vol. 79. P. 144103. DOI: 10.1103/PhysRevB.79.144103.
Boyd R.W. Nonlinear optics. 4th ed. Academic Press, 2020. 634 p.
Cahill D.G. et al. Nanoscale thermal transport // J. Appl. Phys. 2003. Vol. 93. Pp. 793–818. DOI: 10.1063/1.1524305.
Critten D.L., Bailey B.J. A review of greenhouse engineering developments during the 1990s // Agric. Forest Meteorol. 2002. Vol. 112. Pp. 1–22. DOI: 10.1016/S0168-1923(02)00048-X.
Decker C. Photoinitiated crosslinking polymerisation // Prog. Polym. Sci. 1996. Vol. 21. Pp. 593–650. DOI: 10.1016/0079-6700(95)00027-5.
Eliasson B., Hirth M., Kogelschatz U. Ozone synthesis from oxygen in dielectric barrier discharges // J. Phys. D: Appl. Phys. 1987. Vol. 20. Pp. 1421–1437.
Fujishima A., Honda K. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode // Nature. 1972. Vol. 238. Pp. 37–38. DOI: 10.1038/238037a0.
Hashemi Amiri M. Hydrothermal stability of iron oxide-based catalysts: a review // Catal. Today. 2018. Vol. 310. Pp. 8–22.
Hisatomi T., Kubota J., Domen K. Recent advances in semiconductors for photocatalytic and photoelectrochemical water splitting // Chem. Soc. Rev. 2014. Vol. 43. Pp. 7520–7535. DOI: 10.1039/C3CS60378D.
Kudo A., Miseki Y. Heterogeneous photocatalyst materials for water splitting // Chem. Soc. Rev. 2009. Vol. 38. Pp. 253–278. DOI: 10.1039/B800489G.
Rabitz H. et al. Whither the future of controlling quantum phenomena? // Science. 2000. Vol. 288. Pp. 824–828. DOI: 10.1126/science.288.5467.824.
Sension R.J. et al. Ultrafast excited-state dynamics in the green fluorescent protein chromophore // J. Am. Chem. Soc. 1993. Vol. 115. Pp. 6075–6082.
Shapiro M., Brumer P. Quantum control of molecular processes. 2nd ed. Wiley-VCH, 2012. 562 p.
Sugioka K., Cheng Y. Ultrafast lasers – reliable tools for advanced materials processing // Light: Science & Applications. 2014. Vol. 3. P. e149. DOI: 10.1038/lsa.2014.30.
Wang Q. et al. Scalable water splitting on particulate photocatalyst sheets with a solar-to-hydrogen energy conversion efficiency exceeding 1% // Nature Materials. 2016. Vol. 15. Pp. 611–615. DOI: 10.1038/nmat4589.
Zewail A.H. Femtochemistry: Atomic-scale dynamics of the chemical bond // J. Phys. Chem. A. 2000. Vol. 104. No. 24. Pp. 5660–5694. DOI: 10.1021/jp001460h.
Ключевые слова:
импульс, время релаксации, квантово-классический переход, импульсный туннельный эффект, фронт нарастания импульса, функциональная керамика, фотокатализ, неадиабатическое взаимодействие, водород, композитные пленки.
