基于“端点”瞬时电荷加速的电磁辐射过程的一般描述
经典物理
2012-05-28 v3 高能天体物理现象
摘要
我们提出了一种计算加速带电粒子电磁辐射的新方法。我们的公式——‘端点公式’——利用一个完整且完全一般的处理，综合了文献中关于粒子加速产生辐射的众多结果。我们通过一系列离散的瞬时加速事件（即‘端点’）来描述粒子运动，每个事件都被视为一个辐射源。该方法隐式允许粒子的产生/湮灭，并适用于时域或频域的直接数值实现。在本文中，我们展示了该方法在计算带电粒子加速辐射场方面的完全一般性，并说明了它如何在适当的极限下简化为经典的命名辐射过程，如同步辐射、Tamm对Vavilov-Cherenkov辐射的描述以及渡越辐射。利用这一公式，我们能够立即回答关于地球大气和月球中超高能粒子相互作用射电辐射现象学的悬而未决的问题。特别是，我们的公式表明，Askaryan效应（稠密介质中高能粒子级联产生的相干射电波辐射）的主要辐射成分来自粒子加速产生的相干‘轫致辐射’，而非相干Vavilov-Cherenkov辐射。
引用
@article{arxiv.1007.4146,
title = {General description of electromagnetic radiation processes based on instantaneous charge acceleration in `endpoints'},
author = {Clancy W. James and Heino Falcke and Tim Huege and Marianne Ludwig},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.4146},
year = {2012}
}
备注
accepted by Phys. Rev. E, new title, some corrections in equations and references, figure styles updated to match journal policies