Influence of autoionizing states on the pulse-length dependence of strong-field Ne+ photoionization at 38.4 eV

International audienceUsing the time-dependent R-matrix approach, we investigate ionization of ground-state Ne +, irradiated by laser light with a photon energy of 38.4 eV at intensities 10 13 W cm −2, 2 × 10 13 W cm −2 and 10 14 W cm −2 as a function of pulse length. Although the photon energy is below the threshold for single-photon ionization, we obtain a significant contribution from single-photon ionization to the ionization probability due to the finite duration of the pulse. The two-photon ionization rates deduced from the calculations are consistent with those obtained in R-matrix-Floquet rate calculations. The ionization probability oscillates with pulse length, which is ascribed to population and depopulation of autoionizing states just above the Ne 2+ ground state, reached after absorption of a single photon. At an intensity of 10 14 W cm −2, pulse lengths longer than 50 cycles are required for two-photon ionization to dominate the ionization probability. Letter to the Editor 2 The development of free-electron lasers operating in the VUV and the X-ray domain has given experimentalists new ways of investigating multi-electron dynamics in strong laser fields. These new laser facilities have, for example, enabled experimentalists to investigate two-photon double ionization of Ne in the photon-energy regime where direct two-photon double ionization is energetically allowed, but sequential (Ne → Ne + → Ne 2+) double ionization is energetically not allowed since the photon energy is not sufficient to ionize Ne + with a single photon (eg. Sorokin et al 2007). At larger photon energies, sequential double ionization is allowed, but also in this process one can find signatures of the fact that the two different emission processes are not independent of each other (Fritzsche et al 2008). One of the grand challenges in theoretical atomic physics is the description of multielectron dynamics in complex atoms irradiated by intense laser pulses. Over the last 15 years, great progress has been made in the description of pure two-electron systems in intense laser fields, for example for two-photon double ionization processes (see, for example, Colgan et al 2002, Feng and van der Hart 2003, Laulan et al 2005, Feist et al 2008) as well as for multiphoton double ionization at 390 nm (Parker et al 2006). These calculations require substantial computational resources, such that the direct extension of these techniques to systems with more than two electrons, like Ne, is unfeasible at present. Other approaches are required to describe the behaviour of complex atoms in intense light fields. The most successful approach for the description of complex atoms in intense laser light at present is the R-matrix-Floquet approach. This approach was designed from the outset to treat complex atoms in intense light fields by combining the R-matrix approach with the Floquet Ansatz (Burke et al 1991). It has been applied to a wide range of problems, ranging from strong-field ionization of Ne and Ar at 390 nm, requiring absorption of at least eight and six photons respectively, (van der Hart 2006) to twophoton emission of the inner 1s electron from ground-state Li − (van der Hart 2005). More recently, the R-matrix-Floquet approach has been instrumental in indicating the importance of detailed atomic structure in two-photon ionization of Ne + (Hamonou et al 2008, Hamonou and van der Hart 2008). The theoretical investigation of ionization processes in Ne + is of particular relevance at the moment, due to the large number of strong-field multiple ionization studies on Ne at photon energies in the range between 38 and 50 eV. Ionization yields of various Ne ions were obtained by Sorokin et al (2007) at photon energies below the Ne + ionization threshold and above this threshold. Moshammer et al (2007) obtained detailed recoil momentum spectra for two-photon double ionization of Ne at 44 eV. Rudenko et al (2008) found that these recoil-ion momentum distributions differed strongly from the recoil-ion momentum distributions for two-photon double ionization of He at 44 eV. At 44 eV, sequential double ionization is allowed for Ne, whereas it is not allowed for He. The dominance of sequential double ionization of Ne was demonstrated experimentally by Kurka et al (2009). Whereas in previous work (Hamonou et al 2008, Hamonou and van der Hart 2009)

Cantons de Falaise (14) et Putanges-Pont-Écrepin (61)

Dans le cadre d’une étude sur le choix de certaines séries microtoponymiques comme indicateur pouvant révéler une présence éventuelle d’une occupation humaine, la campagne de prospection, menée dans les cantons de Falaise (14) et de Putanges-Pont-Écrepin (61) depuis les années 2009 et 2010, a été poursuivie en 2014. Cette année, celle-ci a été très brève. Seules deux communes du canton de Falaise ont fait l’objet de prospections sur une petite partie de leur territoire, Noron-l’Abbaye, au sud..

Cantons de Falaise (14) et de Putanges-Pont-Écrepin (61)

Dans le cadre d’une étude sur le choix de certaines séries microtoponymiques comme indicateur pouvant révéler une présence éventuelle d’une occupation humaine, la campagne de prospection, menée dans les cantons de Falaise (14) et de Putanges-Pont-Écrepin (61) depuis les années 2009 et 2010, a été poursuivie en 2015. Cette année, celle-ci s’est déroulée du printemps à l’automne et a concerné quelques communes, deux dans le canton de Falaise-Nord (14), Noron-l’Abbaye et Ussy, et 3 dans le canto..

Canton de Briouze

En 2016, une campagne de prospection a été engagée sur le canton de Briouze, notamment sur les trois communes situées à l’est de la Rouvre, Craménil, Saint-André-de-Briouze et Saint-Hilaire-de-Briouze, sur lesquelles certains microtoponymes pouvaient laisser supposer la présence de sites. Il s’agissait également de prospecter les parcelles environnant les points de passages qui permettent à d’anciens axes de communication, notamment ceux reliant Sainte-Croix-Orne aux Tourailles et Écouché à B..

Communes de Craménil, Saint-André-de-Briouze, Saint-Hilaire-de-Briouze

En 2017, la campagne de prospection engagée depuis 2016 sur le canton de Briouze, notamment sur les trois communes situées à l’est de la Rouvre, Craménil, Saint-André-de-Briouze et Saint-Hilaire-de-Briouze, sur lesquelles certains microtoponymes pourraient laisser supposer la présence éventuelle d’indices de sites a été poursuivie. Il s’agissait également de prospecter les parcelles environnant les points de passages qui permettent à d’anciens axes de communication, notamment ceux reliant Sai..

Canton de Falaise nord

Date de l'opération : 2009 (PI) Dans le cadre d’une étude sur le choix de certaines séries microtoponymiques comme indicateur pouvant révéler une présence éventuelle d’une occupation humaine, une campagne de prospection a été menée sur des parcelles de certaines communes du canton au cours de l’automne 2009. Si la prospection pédestre s’est avérée infructueuse sur certaines d’entre elles (peu d’indices révélateurs, champs en herbages), elle a cependant permis d’identifier la présence de quelq..

Cantons de Falaise (14) et Putanges-Pont-Écrepin (61)

Dans le cadre d’une étude sur le choix de certaines séries microtoponymiques comme indicateur pouvant révéler la présence éventuelle d’une occupation humaine, la campagne de prospection, menée dans les cantons de Falaise (14) et de Putanges-Pont-Écrepin (61) depuis les années 2009 et 2010, a été poursuivie en 2013. Cette année, celle-ci a été brève, s’est déroulée sur quelques jours d’août à novembre et n’a pas permis de prospecter toutes les communes envisagées. Seules quatre communes ont pu..

Canton de Briouze

En 2018, la campagne de prospection engagée depuis 2016 sur le canton de Briouze, notamment sur les trois communes situées à l’est de la Rouvre, Craménil, Saint-André-de-Briouze et Saint-Hilaire-de-Briouze, sur lesquelles certains microtoponymes pourraient laisser supposer la présence éventuelle d’indices de site, a été poursuivie. Elle s’est déroulée, cette année, essentiellement sur la commune de Saint-Hilaire-de-Briouze. Les prospections effectuées sur quelques parcelles de cette commune, ..

Theory and applications of atomic and ionic polarizabilities

Atomic polarization phenomena impinge upon a number of areas and processes in physics. The dielectric constant and refractive index of any gas are examples of macroscopic properties that are largely determined by the dipole polarizability. When it comes to microscopic phenomena, the existence of alkaline-earth anions and the recently discovered ability of positrons to bind to many atoms are predominantly due to the polarization interaction. An imperfect knowledge of atomic polarizabilities is presently looming as the largest source of uncertainty in the new generation of optical frequency standards. Accurate polarizabilities for the group I and II atoms and ions of the periodic table have recently become available by a variety of techniques. These include refined many-body perturbation theory and coupled-cluster calculations sometimes combined with precise experimental data for selected transitions, microwave spectroscopy of Rydberg atoms and ions, refractive index measurements in microwave cavities, ab initio calculations of atomic structures using explicitly correlated wave functions, interferometry with atom beams, and velocity changes of laser cooled atoms induced by an electric field. This review examines existing theoretical methods of determining atomic and ionic polarizabilities, and discusses their relevance to various applications with particular emphasis on cold-atom physics and the metrology of atomic frequency standards.Comment: Review paper, 44 page

Chapter 4. Air quality and climate in the Mediterranean region

Ambient air ranks number one among the natural resources vital to human beings, with an average individual daily need of 12 kg. Due to the specificities of the Mediterranean region (sunny, hot and dry climate; long-range transport converging over the basin), air pollution in reactive compounds over the Mediterranean is often higher than in most European inland regions. Climate change (increase in temperature and drought) and anthropogenic pressure (growing population) should significantly impact the regional air quality. As a result, Mediterranean inhabitants who are already regularly exposed to pollutant loads well above WHO air quality recommendations will be further exposed, resulting in an excess of premature deaths. Exposure monitoring and win-win strategies should be developed in the future both to improve air quality and develop a low carbon economy. The evolution of emissions under climate change is not always clear and much uncertainty remains around present emissions from large urban-industrial centers, although recent progress has been made on emissions of the different regional sources of pollutants. It has been established that the regional climate and water cycle are affected by atmospheric chemistry. By reducing solar radiation at the surface, aerosols reduce the yearly average precipitation in the Mediterranean by 10%, which is a major issue since water is already scarce. Aerosols could further reduce precipitations by reducing the size of cloud droplets or through the formation of cloud droplets and ice crystals. Moreover, recent in situ and model experiments indicate that anthropogenic nitrogen and desert dust phosphorus deposition in nutrient-depleted surface seawater favors phytoplankton development, which stimulates the sink of atmospheric CO2 into marine sediments. But Saharan dust deposition by rain also stimulates bacterial growth, which reemits CO2. The net effect of desert dust deposition at large scales needs to be established.L’air est sans aucun doute la ressource naturelle la plus essentielle à l’homme: chaque jour 12 kg d’air sont nécessaires à sa survie. Du fait des spécificités de la région méditerranéenne (climat ensoleillé, chaud et sec; convergence de masses d’air d’horizons lointains), la pollution de l’air en espèces réactives y est souvent plus forte que dans la plupart de l’Europe continentale. Les changements climatiques (augmentation des sécheresses et de la température) et la pression démographique devraient dégrader encore la qualité de l’air. En conséquence, les habitants de la Méditerranée qui sont déjà régulièrement soumis à des niveaux de pollution bien au-dessus des recommandations de l’OMS devraient se trouver plus exposés encore, ce qui engendrera une surmortalité. Un meilleur suivi de l’exposition des habitants et des solutions «gagnant-gagnant» devraient être mises en place dans le but d’améliorer la qualité de l’air et de s’engager dans une économie décarbonée. Les conséquences des changements climatiques sur les émissions de polluants par les principales sources régionales ne sont pas toujours très claires. Il a été établi que le climat régional et le cycle de l’eau sont altérés par la chimie de l’atmosphère. En réduisant le flux solaire en surface, les aérosols réduisent les précipitations moyennes annuelles de 10% en moyenne sur le bassin méditerranéen, réduisant un peu plus une ressource déjà rare. Les aérosols pourraient réduire plus encore les précipitations en réduisant la taille des gouttes d’eau dans les nuages ou en agissant sur la formation de cristaux de glaces. Par ailleurs, de récentes expériences indiquent que le dépôt atmosphérique d’azote et le phosphore issu des poussières désertiques à la surface des eaux pauvres en nutriments de la Méditerranée favorise le développement du phytoplancton activant par la même occasion l’absorption de CO2 par l’océan. Cependant, il a aussi été observé que le dépôt de poussières favorise le développement de bactéries qui elles-mêmes rejettent du CO2 du fait de la respiration. L’effet net du dépôt de ces poussières à grande échelle reste à établir