从量子到经典的辐射反作用建模：聚焦随机性效应
等离子体物理
2018-05-02 v3
摘要
在弱量子区（，其中 为电子量子参数）下，采用动力学方法研究了超相对论电子与强外部电磁场相互作用中的辐射反作用。考虑了三种互补的描述，讨论了它们的适用领域并比较了它们对电子群体平均性质的预测。第一种描述基于 Landau 和 Lifschitz (LL) 形式的辐射反作用力。第二种基于电子和光子分布函数的线性 Boltzmann 方程。它对任何 均有效，通常利用 Monte-Carlo (MC) 程序数值实现。第三种描述基于 Fokker-Planck (FP) 展开，并对任何超相对论性（其他任意）构型严格导出。我们的研究表明，在许多物理情形下，电子群体平均能量的演化可由带所谓量子修正的 LL 方程首项以良好精度描述，即便对于较大的 值也是如此。LL 摩擦力（带量子修正）的首项实际上通过取 FP 极限自然恢复。FP 描述对于正确描述分布函数能量方差（二阶矩）的演化是必要的，而完整的线性 Boltzmann (MC) 描述允许描述高阶矩的演化，当 时其贡献可能变得重要。该分析进一步洞察了粒子散布在粒子分布函数变形中的效应。提出了每种描述有效性极限的一般判据，以及将 FP 描述纳入 Particle-In-Cell 代码的数值方案。
引用
@article{arxiv.1707.02618,
title = {From quantum to classical modelling of radiation reaction: a focus on stochasticity effects},
author = {F. Niel and C. Riconda and F. Amiranoff and R. Duclous and M. Grech},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.02618},
year = {2018}
}