高能光子全息图 of 光子气体

推导包含探测光子能量超过电子-正电子对创建阈值情况的光子气体一粒子密度矩阵的光子全息图。获得了形式为单个高斯、以及各向同性和各向异性高斯格子的光子气体全息图的显式表达式。找到了各向同性和各向异性格子上各向同性散射共挥锥的条件。这些条件彼此不同。在探测光子质量尺度上，推导了光子气体以及单个处于任意量子态中准备的单光子的介电响应张量的显式表达式。证明了光子气体和单光子在各向同性光子散射中表现为具有线性和圆形双折射的介质。该介质在电子-正电子对创建阈值以下为透明，超过阈值则为吸收性。在高能极限下，$\sqrt{s}\gg 2m$，其介电响应张量为除去一个缓慢的对数标度外的双折射等离子体响应。我们展示了对于探测光子能量在约1 GeV及更高、靶光子能量在约1 eV及更高、以及光子气体密度使得经典强度参数在约1的情况下，光子气体的全息图可以用现有的实验设施进行测量。