激光偏振对 QED 级联的影响

利用三维 PIC-MC 代码数值模拟了圆偏振和线偏振驻电磁波中 QED 级联的发展。结果表明，在激光能量相同的情况下，圆偏振场中产生的粒子数量多于线偏振场，尽管后者中每个粒子获得的平均能量更大。通过引入场偏振效应，扩展了激光辅助 QED 级联的定性模型。研究发现，在线偏振场情况下，级联动力学显著更为复杂，此时将场区分为性质截然不同的“电场”区（电场强于磁场）和“磁场”区（磁场强于电场）变得至关重要。在“电场”区，加速过程受到抑制，此外高能电子甚至因光子发射而冷却。“电场”区和“磁场”区的体积随时间周期性演化，级联增长率亦随之变化。与线偏振相反，在圆偏振波中，带电粒子即使在“磁场”区也能被加速。对于圆偏振，“电场”区和“磁场”区不随时间演化，级联增长率几乎与时间无关。