辐射反作用动力学与集体量子电动力学特征
等离子体物理
2023-12-11 v1
摘要
在即将到来的实验中，可能观测到源自量子电动力学与等离子体物理相互作用的集体效应。特别是，在强激光与高度相对论电子束的碰撞中，通过由等离子体密度增加驱动的激光频率偏移，可以同时实现电子-正电子对的产生及其集体动力学观测。在此碰撞中，高能光子的辐射将发挥双重作用：首先，为级联对产生提供种子；其次，使产生的正负电子对减速以便探测。减速会导致可探测的等离子体频率偏移。此前对这种减速的研究仅考虑了少量单个对粒子样本。然而，强场区域中量子辐射反作用的高度随机性限制了平均行为对对粒子动力学的描述能力。在此，我们考察了生成对的完整动力学演化，以便更精确地模拟相对论修正后的等离子体密度。正如我们所示，产生可观测特征的最有效对能量出现在一个局部极小值处，该极小值是在有限激光场强下由于对减速与相对论粒子振荡随激光强度增加之间的权衡而获得的。对于少量激光周期，量子辐射反作用可能将生成的对重新排列成动量空间中的各向异性分布，尽管在此考虑的一维模拟中，这种各向异性会迅速减弱。
引用
@article{arxiv.2312.04700,
title = {Radiation Reaction Kinetics and Collective QED Signatures},
author = {Alec Griffith and Kenan Qu and Nathaniel J. Fisch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.04700},
year = {2023}
}