真空中光对光的折射

在极强电磁场中，由于非线性量子电动力学(QED)特性，真空折射率预期会被修改。已提出若干使用高强度激光的实验测试以观测真空中的电磁非线性，例如强激光脉冲的衍射或反射。我们提出一种新方法，包括观测折射，即探测激光脉冲穿过横向真空折射率梯度时的波面旋转。后者由两束极强超短激光脉冲（用作泵浦脉冲）的相互作用产生。在折射率梯度最大处，探测脉冲的折射角估计为 $0.2 \times (\frac{w_0}{10 \mathrm{\mu m}})^{-3} \times \frac{I}{1 \mathrm{J}}$~picoradians，其中 $I$ 是两泵浦脉冲的总能量，$w_0$ 是相互作用区域的最小束腰(fwhm)。假设LASERIX装置可达到的最强激光脉冲($I = 25$~J, 30~fs fwhm duration, 800~nm central wavelength)且假设最小束腰 $w=10 \mathrm{\mu m}$ (fwhm)（对应强度量级 $10^{21}$~W/cm$^2$），预期最大折射角约为5~picoradians。提出使用Sagnac干涉仪的实验装置来进行此测量。