在束-等离子体碰撞中探测强场量子电动力学
等离子体物理
2023-07-19 v2 加速器物理
摘要
激光与加速器技术的持续进展为高场科学开辟了新可能，特别是研究很大程度上尚未探索的强场量子电动力学（SFQED） regime，其中电子-正电子对可直接由光-物质甚至光-真空相互作用产生。无激光策略如束-束碰撞也被提出以进入SFQED的非微扰极限。本文我们报告一种通过利用高电荷、超相对论电子束与固体导电靶的相互作用来探测SFQED的概念。当撞击靶表面时，束自场会根据束形状被部分或完全反射；在束电子的静止系中，这些场可超过施温格场，从而触发诸如量子非线性逆康普顿散射和非线性布雷特-惠勒电子-正电子对产生等SFQED效应。通过简化建模和动力学数值模拟，我们展示了这种单束装置可实现与束-束碰撞中所设想相似的相互作用条件，但得益于束与驱动场的自动重叠，方式更简单可控。该方案因此简化了SFQED精密研究的路径，也是迈向无激光非微扰SFQED研究的一个有前景的里程碑。
引用
@article{arxiv.2209.14280,
title = {Probing strong-field QED in beam-plasma collisions},
author = {A. Matheron and P. San Miguel Claveria and R. Ariniello and H. Ekerfelt and F. Fiuza and S. Gessner and M. F. Gilljohann and M. J. Hogan and C. H. Keitel and A. Knetsch and M. Litos and Y. Mankovska and S. Montefiori and Z. Nie and B. O'Shea and J. R. Peterson and D. Storey and Y. Wu and X. Xu and V. Zakharova and X. Davoine and L. Gremillet and M. Tamburini and S. Corde},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.14280},
year = {2023}
}