阿秒科学中鞍点方法的通用途径
强场态下的光与物质相互作用——当高强度激光场通过隧穿效应使靶材电离时——会引发诸如高次谐波辐射(HHG)等令人着迷的现象。在原子尺度上,这些强场过程可通过高度振荡的时间积分来描述,通常采用鞍点法进行近似计算。这种方法既能简化运算,又能通过半经典电子轨迹(即量子轨道)来理解物理过程。然而,对于缺乏明显动力学对称性的多色激光场驱动的高次谐波生成,鞍点法的应用仍存在挑战。本工作引入皮卡-莱夫谢茨理论,在时间积分与半经典轨迹之间建立了普适而严谨的桥梁。通过将积分路径连续变形至所谓的莱夫谢茨棘轮,该团队不仅能精确计算任意驱动场下的积分值,还可识别关键量子轨道——这得益于该团队提出的“项链算法”,该创新方法解决了二维积分中鞍点相关性判定的公开难题。通过研究双色激光场驱动的高次谐波生成中出现的斯托克斯跃迁与光谱焦散现象,该团队展示了皮卡-莱夫谢茨方法的普适性与严谨性。例如,该团队呈现了颜色切换现象的量子轨道分析,将微扰双色场与完全双色驱动场的研究范畴联系起来。该研究为阿秒科学中基于量子轨道的分析方法奠定了严谨基础,既能阐释尖端实验现象,又能指导未来实验设计。