Атомна, молекулярна і оптична фізика

Атомна, молекулярна і оптична фізика, інколи фізика атомів та молекул — розділ сучасної фізики, що вивчає внутрішню будову та властивості матерії, взаємодію матерії між собою, та її взаємодію з електромагнітним випромінюванням в масштабі одного чи кількох атомів, молекул, та складніших сполучень (кластерів). Також включає в себе всі збуджені, іонізовані, ексимерні та інші форми і стани речовини, теорію випромінювання, поглинання та розсіювання електромагнітного випромінювання (світла), спектроскопію, лазери, оптичні властивості речовини в цілому, а також фізичні явища при відносно низькоенергетичних (таких, що відбуваються без ядерних реакцій) елементарних актах взаємодії протонів, іонів, атомів, молекул та кластерів між собою та з елементарними частинками (електронами, фотонами, античастинками).

Напрямки досліджень

В сучасному вигляді об'єднує в собі атомну фізику, молекулярну фізику, оптику і лазерну фізику, а також тісно пов'язана з деякими розділами хімії (квантова хімія, кінетика, термохімія тощо). В фізиці колишнього СРСР та й зараз в українській фізиці, як правило, цей розділ фізики поки що не розглядають в сукупності. Знаходиться на перерізі з фізикою плазми, атмосферна фізика|атмосферною фізикою, астрономією, фізикою поверхні, ядерною фізикою та фізикою елементарних частинок, медичною фізикою та радіаційною фізикою.

Моделі та теорії з цього розділу фізики застосовуються в астрономічних дослідженнях фотоіонізованого газу, темних та дифузних молекулярних туманностей, спалахів супернових, раннього стану Всесвіту, комет, пошуку планет, атмосферній спектроскопії планет, іоносфери, сонячної корони; в атмосферних моделях та вимірюваннях; в дослідженнях процесів, що відбуваються в густій плазмі; в хімії горіння; в дослідженнях реакцій на поверхнях; в ядерній фізиці в мюон-каталізованому синтезі; в медичній фізиці (в томографії або для фотонної (рентгенівської, гамма-промені), протонної та іонної терапії ракових захворювань (опромінення)).

Основними напрямками досліджень є:

• атоми, атомна спектроскопія, високоточні спектри гелію, атоми в сильних полях, ридбергські атоми, мюонні атоми, антиатоми, та інші екзотичні атоми, надтонка структура спектрів та релятивістські поправки, фотоіонізація та автоіонізація атомів, фізичні константи та тести фундаментальної фізики, атомні годинники
• молекули, антимолекули, екзотичні молекули, молекулярна структура і симетрія, молекулярна динаміка, фотодисоціація та фотоасоціація, розсіювання без хімічних реакцій та з хімічними реакціями, кластери, лазери, інфрачервона та лазерна спектроскопія
• класична, квантова та напівкласична теорія розсіювання, адіабатичні та діабатичні процеси розсіювання, еластичні та реактивні зіткнення неполяризованих та спін-поляризованих пучків частинок, будь-які комбінації зіткнень електронів, атомів, іонів, молекул, кластерів, а також усі ці комбіновані зіткнення в лазерних полях, процеси іонізації, переносу заряду та маси, збудження під час розсіювання, процеси іон-іонної, електрон-іонної та багатоелектронної рекомбінації, зіткнення ридбергських атомів
• квантова оптика, нелінійна оптика, лазери, мазери, ультрафіолетові лазери та рентгенівські лазери на вільних електронах, когерентні переходи, мультифотонні та інші нелінійні процеси в сильному лазерному полі, лазерне охолодження, оптичні та оптико-магнітні пастки,стани матерії при наднизькому охолодженні, квантовий вироджений газ, ефекти квантованого поля, оптика де Бройля, заплутані атоми та поля, квантова інформація, квантовий комп'ютер, квантові алгоритми та квантова криптографія

Див. також

• Атомна фізика
• Молекулярна фізика
• Оптика

Література

• Білий М. У. (1973). Атомна фізика. Київ: Вища школа.
• Drake, Gordon W. F. (2005), Springer Handbook of Atomic, Molecular, and Optical Physics, Springer handbooks (англ.) (вид. 2), Springer, с. 1506, ISBN 9780387208022, архів оригіналу за 16 липня 2020, процитовано 20 червня 2020