Στην παρούσα εργασία μελετούμε την διέγερση ενός ατομικού συστήματος καλίου (Κ) από 2 παλμούς λέιζερ, έναν άντλησης και έναν σύζευξης, οι οποίοι έχουν μεταξύ τους κάποια χρονική καθυστέρηση, καθώς και την επίδραση που έχουν οι χρόνοι κρούσεων των ατόμων καλίου με τα άτομα ενός αδρανούς αερίου (buffer gas – Argon), στους χρόνους αποκατάστασης ηρεμίας των ατομικών συμφωνιών (coherence relaxation times – CRT). Συγκεκριμένα γίνεται θεωρητική μελέτη του παραπάνω συστήματος σε V-τύπου σχήμα διέγερσης 3 επιπέδων, με σκοπό την προσέγγιση πειραματικών τιμών που βρέθηκαν σε προηγούμενη εργασία. Ένας ισχυρός παλμός άντλησης διεγείρει διφωτονικά την μετάβαση |4S_1/2>↔|6S_1/2> και εσωτερικά παραγόμενες ακτινοβολίες γεννώνται στην ατομική διαδρομή |6S_1/2>↔|5P_3/2>↔|4S_1/2> (διαδρομή 1), ενώ ένας πολύ ασθενής παλμός σύζευξης επιδρά στην μετάβαση |4S_1/2>↔|5P_3/2>. Εδώ δείχνουμε την επίδραση διαφόρων παραμέτρων του συστήματος στη δυναμική του, και κυρίως την επίδραση της χρονικής καθυστέρησης (μεταξύ των εξωτερικών παλμών άντλησης – σύζευξης) και του χρόνου των κρούσεων. Ακόμη διακρίνουμε μεταξύ τους τις 2 διαφορετικές διαδικασίες με τις οποίες δημιουργούνται οι εσωτερικά παραγόμενες ακτινοβολίες, μια παραμετρικής φύσεως που δεν περιλαμβάνει μεταφορές πληθυσμών και είναι σύμφωνη, και μια ASE (amplified spontaneous emission) φύσεως που είναι μερικώς σύμφωνη, και περιλαμβάνει μεταφορές πληθυσμών. Επιπλέον διερευνάται πειραματικά ένα σύστημα σε Λ-τύπου σχήμα διέγερσης το οποίο είναι πολυεπίπεδο. Το ισχυρό λέιζερ άντλησης διεγείρει διφωτονικά την μετάβαση |4S_1/2>↔|6S_1/2>. Στο Λ σχήμα διέγερσης όμως δεν μας ενδιαφέρουν ανώτερες καταστάσεις από την |6S_1/2>, καθώς η αποδιέγερση γίνεται μέσω κατώτερων από αυτήν καταστάσεων, οπότε η μελέτη απλοποιείται και τελικά γίνεται για σύστημα 4ων επιπέδων. Εσωτερικά παραγόμενες ακτινοβολίες γεννώνται στην ατομική διαδρομή 1 που αναφέραμε στην προηγούμενη παράγραφο καθώς και στην ατομική διαδρομή |6S_1/2>↔|4P_3/2,1/2>↔|4S_1/2> (διαδρομή 2), ενώ ένας λίγο ασθενέστερος παλμός σύζευξης επιδρά στην μετάβαση |6S_1/2>↔|4P_3/2,1/2>. Στην μελέτη αυτή επικεντρωνόμαστε στην συνολική συμπεριφορά των εκπομπών του καλίου (γραμμές D1 και D2 της μετάβασης |4P_3/2,1/2>↔|4S_1/2>), και παρατηρούμε μια ενίσχυση των εσωτερικά παραγόμενων ακτινοβολιών. Τέλος υπολογίζουμε τους χρόνους αποκατάστασης ηρεμίας της συμφωνίας (Coherence Relaxation Times – CRT) για το συγκεκριμένο σύστημα και τους συγκρίνουμε με αυτούς που υπολογίστηκαν πειραματικά σε προηγούμενη εργασία για V-τύπου σύστημα 3 επιπέδων. / In the present work we study the excitation of an atomic system (potassium vapors – K) by 2 laser pulses, one pumping the system and another establishing a coupling between certain atomic states. These 2 pulses (pump – coupling) have a temporal delay. The influence of collision times (between potassium and buffer gas atoms) on the coherence relaxation times (CRT) is also investigated. More specifically a theoretical approach of the aforementioned system in a 3-level V-type excitation scheme is being done, for the purpose of approximating some experimental values of a previous study. A strong pumping pulse excites the two-photon transition |4S_1/2>↔|6S_1/2> and internally generated radiations are produced in atomic path |6S_1/2>↔|5P_3/2>↔|4S_1/2> (path 1), while a very weak coupling pulse is introduced in transition |4S_1/2>↔|5P_3/2>. We show in this part the influence of different system parameters on the system’s dynamics, and especially the influence of the temporal delay (between the pump and coupling pulses) and collision times. Also we separate the 2 different mechanisms that cause the internally generated radiations. A parametric mechanism which is coherent and doesn’t include population transfer, and an ASE (Amplified Spontaneous Emission) or SHRS (Stimulated Hyper-Raman Scattering) mechanism which is partially coherent and includes population transfer. Furthermore the behavior of a 4-level Λ-type excitation scheme is being investigated experimentally. A strong pumping pulse excites the two-photon transition |4S_1/2>↔|6S_1/2>. In a Λ type excitation scheme the atomic states that lie higher than state |6S_1/2> are not of interest, because de-excitation occurs through lower-laying atomic states. So we focus our study on a simpler 4 level system. Internally generated radiations are produced in atomic path 1, which was mentioned in the last paragraph, and also in atomic path |6S_1/2>↔|4P_3/2,1/2>↔|4S_1/2> (path 2). A weaker coupling laser as introduced in transition |6S_1/2>↔|4P_3/2,1/2>. In this part of the study we focus on the overall behavior of the D1 and D2 emission lines of potassium (occurring from the transition |4P_3/2,1/2>↔|4S_1/2>) and we observe an amplification of the internal radiations. Finally we calculate the CRT times for this specific system and we compare them with those values that were calculated experimentally in a previous work for a V-type system.

Η μεταπτυχιακή διατριβή με θέμα: «Φυσική Ραδιενέργεια των κλαστικών και ανθρακικών ιζημάτων στην περιοχή ανατολικά της Ηγουμενίτσας», έχει ως αντικείμενο την αναγνώριση, μελέτη και ανάλυση της φυσικής ραδιενέργειας των φυσικών ραδιονουκλιδίων U238, Th232, Ra226 και K40 στις κλαστικές αποθέσεις ηλικίας Μειοκαίνου (Ακουιτάνιο) και στις κλαστικές αποθέσεις των υποθαλάσσιων ριπιδίων Ηωκαίνου και Ολιγοκαίνου, και στο ποσοστό συγκέντρωσής τους στις παλαιότερες ανθρακικές και σύγχρονες κλαστικές ακολουθίες της περιοχής Νεράιδας Θεσπρωτίας, καθώς επίσης και στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων ως προς την ταυτοποίηση της πηγής προέλευσής τους. Η περιοχή μελέτης ανήκει στη λεκάνη Φιλιάτες-Παραμυθιάς Ηπείρου και αποτελεί τμήμα ενός εκ των φλυσχικών συγκλίνων, τα οποία αναπτύσσονται στη δυτική Ελλάδα μέσα στην Ιόνια ζώνη, εξαιτίας της δράσης των εσωτερικών επωθήσεων. Η υπαίθρια δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε στην ανθρακική και κλαστική ακολουθία, με τη συλλογή 45 συνολικά δειγμάτων, εκ των οποίων 8 ήταν ασβεστολιθικά, 18 ψαμμιτικά, 18 πηλιτικά και 1 σύγχρονης ποτάμιας άμμου. Η περιγραφή των ιζηματολογικών ενοτήτων βασίστηκε σε βιβλιογραφικά δεδομένα των γύρω περιοχών, καθότι δεν πραγματοποιήθηκαν ιζηματολογικές και γεωχημικές αναλύσεις. Οι κλαστικές ακολουθίες ταξινομήθηκαν βάσει του γεωλογικού χάρτη του Ι.Γ.Μ.Ε. φύλλο Φιλιάτες 1962-63, 1:50.000, ως αποθέσεις του Ανώτερου Φλύσχη ηλικίας Ακουιτανίου και αποθέσεις του Φλύσχη των Αγ. Πάντων ηλικίας Ηωκαίνου-Ολιγοκαίνου. Στην κατεύθυνση της ραδιοχημικής έρευνας, πραγματοποιήθηκε μια σειρά από ραδιοχημικές αναλύσεις σε όλο των αριθμό των δειγμάτων, προκειμένου να εκτιμηθεί η συγκέντρωση ενεργότητας των φυσικών ραδιονουκλιδίων των ανθρακικών και κλαστικών ακολουθιών, με σκοπό να εντοπιστεί η πηγή προέλευσής τους και η δυνατότητα αποθήκευσής τους, στους συγκεκριμένους σχηματισμούς. Η μέτρηση της συγκέντρωσης ενεργότητας του 238U, 226Ra, 232Th, και 40K έγινε με τη μέθοδο της γ-φασματομετρίας, με τη χρήση υπερκάθαρου ανιχνευτή γερμανίου (HPGe) της Canberra. Ο κύριος στόχος αυτής της προσπάθειας, ήταν να διαπιστωθεί η ύπαρξη των φυσικών ραδιονουκλιδίων στην ανθρακική ακολουθία, καθώς και η συγκέντρωσή τους στην κλαστική ακολουθία, λόγω δευτερογενούς μετανάστευσής τους, από τις ήδη ταυτοποιημένες φωσφορούχες αποθέσεις των γειτονικών περιοχών. Η περιοχή μελέτης δεν εμφάνισε υπερβολικές τιμές συγκέντρωσης ενεργότητας φυσικών ραδιονουκλιδίων σε κανέναν από τους γεωλογικούς σχηματισμούς που ερευνήθηκαν. Η ανθρακική ακολουθία της περιοχής χαρακτηρίστηκε πολύ φτωχή στα υπό μελέτη φυσικά ραδιονουκλίδια, σε αντίθεση με την κλαστική ακολουθία, η οποία εμφάνισε γενικά αυξημένες τιμές συγκέντρωσης ενεργότητας φυσικών ραδιονουκλιδίων. Τέλος, βάσει των συγκεντρώσεων που εντοπίστηκαν στις σύγχρονες ποτάμιες προσχώσεις της περιοχής μελέτης, τα Τεταρτογενή ιζήματα της περιοχής χαρακτηρίστηκαν ως αρκετά εμπλουτισμένα, συμπεραίνοντας την ύπαρξη σύγχρονης τροφοδοσίας φυσικών ραδιονουκλιδίων μέσω οριζόντιων ρηγμάτων. Συμπεραίνοντας, οι κλαστικές ακολουθίες του Φλύσχη των Αγ. Πάντων, Ηωκαίνου και Ολιγοκαίνου και τα Τεταρτογενή ιζήματα της περιοχής, δεν χαρακτηρίζονται ως άμεσα προτεινόμενοι σχηματισμοί για τη χρήση αδρανών υλικών, ενώ προτείνεται εκτενέστερη μελέτη στους Τεταρτογενείς σχηματισμούς της Εξωτερικής Ιονίου. / The subject of postgraduate thesis «Natural radioactivity of clastic and carbonate sediments located eastern of Igoumenitsas area (Western Greece)» is dealing with the recognition, study and analysis of natural radioactivity of natural radionuclides U238, Th232, Ra226 και K40 in the Miocene (Aquitanian) clastic deposits, Eocene and Oligocene clastic deposits of the submarine fans and their concentration amount in the older carbonate and contemporary clastic sequences of the study area located in the village Neraida of Thesprotia. It also deals with the interpretation of results in terms of the identification of the source. The study area is located in the basin of Filiates-Paramithia of Epirus and constitutes a part of the flysch syclins, developed in Western Greece within the Ionian zone, due to the activity of internal thrusts. The sampling was accomplished in the carbonate and clastic sequences, with the collection of 45 rock samples: 8 limestones, 18 sandstones, 18 siltstones and 1 sample of contemporary fluvial sand. The sedimentological units description was based in bibliographical data, since sedimentological and geochemical analyses were not accomplished. The clastic sequences were classified based on the geological map of I.G.M.E. Filiates sheet 1962-63, 1:50.000, as Upper Flysch depotites Aquitanian ages and Ag. Panton Flysch deposites Eocene-Oligicene ages. Towards the radiochemical research a sequence of radiochemical analyzes were accomplished, in order to evaluate the activity concentration of natural radionuclides of carbonate and clastic sequences, with the aim of locating their source and the potential of their storage in these specific formations. The activity concentration measurement of 238U, 226Ra, 232Th, and 40K was carried out with gamma-spectometry method, using the High Purity Germanium detector (HPGe) of Canberra Company. The main aim of this effort was the establishment of the existence of the natural radionuclides in the carbonate sequence, as well as their concentration in the clastic sequence, due to their secondary migration from the already identified phosphatic deposits of the adjacent areas. None of the studied geological formations of the study area presented exaggerating activity concentration of natural radionuclides values. The carbonate sequence in terms of the studied natural radionuclides was characterized as quite poor, contrasting to the clastic sequence, which generally showed increasing activity concentration of natural radionuclides values. Finally, based on the concentrations traced in the contemporary fluvial deposits of the study area, the Quaternary sediments of the area were characterized as sufficiently enriched, concluding to the existence of contemporary source of natural radionuclides through horizontal faults. Concluding, the Eocene – Oligocene clastic sequences of Ag. Panton Flysch and the Quaternary sediments of the area, are not characterized as immediately preferred formations for the usage of aggregate materials, while additionally a more extensive research in the Quaternary formations of External Ionian Zone is suggested.