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使用 Ptarmigan 模拟激光驱动强场 QED:分辨波长尺度干涉与 $\gamma$ 射线偏振

高能物理 - 唯象学 2023-09-21 v2 等离子体物理

摘要

精确建模对于支撑研究强场 QED 现象的精密实验是必要的。在微扰与非微扰 regime 之间的过渡区,该建模尤其具有挑战性,此时归一化激光振幅 a0a_0 与单位量级相当且波长尺度干涉显著。本文描述如何使用蒙特卡洛粒子追踪代码 Ptarmigan 在该 regime 中模拟非线性康普顿散射、Breit-Wheeler 对产生和三叉对产生。该代码主要基于局部单色近似(LMA)框架,模拟高强度激光与电子或 γ\gamma 射线束的碰撞。我们将模拟结果与时域平面波下的完整 QED 计算进行基准比对,表明其在全部粒子能量与激光强度范围内准确至百分之几的水平。本工作将我们先前的结果扩展至线偏振激光与任意偏振 γ\gamma 射线。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.13061,
  title  = {Simulations of laser-driven strong-field QED with Ptarmigan: Resolving wavelength-scale interference and $\gamma$-ray polarization},
  author = {T. G. Blackburn and B. King and S. Tang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.13061},
  year   = {2023}
}

备注

19 pages, 6 figures; additional discussion of validity and updated figures; to appear in Physics of Plasmas