Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2024, выпуск 9 » Статья стр. 957
<<<>>>
Двулучепреломление и дихроизм вакуума в поле стоячей электромагнитной волны
Российский научный фонд, Проведение инициативных исследований молодыми учеными, 23-72-01068
Александров И.А. 1,2, Чубуков Д.В., Ткачев А.Г.1, Клочай А.И.1
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: i.aleksandrov@spbu.ru
Поступила в редакцию: 30 августа 2024 г.
В окончательной редакции: 30 августа 2024 г.
Принята к печати: 16 сентября 2024 г.
Выставление онлайн: 21 ноября 2024 г.
PDF версия
Исследованы вакуумное двулучепреломление и дихроизм в задаче, в которой пробный фотон пересекает сильную стоячую электромагнитную волну, образованную двумя встречными плоскими лазерными пучками. Анализ основан на вычислении поляризационного тензора. Рассматривается как режим относительно низких лазерных частот и энергий фотона, так и область, где энергии имеют порядок энергии покоя электрона. В первом случае, если внешнее поле достаточно слабое, можно получать очень точные предсказания с использованием локальных значений вклада старшего порядка в эффективном лагранжиане Гейзенберга-Эйлера. Однако для рассмотрения режимов высокой энергии и сильного поля необходимо применять другие методы. Здесь использовано приближение локально постоянного поля (locally-constant field approximation, LCFA) и вычислены вещественная и мнимая части поляризационного тензора при изменении направления распространения пробного фотона. Показано, что если ось распространения фотона параллельна оси распространения лазерных пучков, то эффекты полностью определяются встречным пучком, в то время как сопутствующий пучок не влияет на рассматриваемые процессы. Если фотон движется перпендикулярно оси лазерных пучков, то обе плоские волны одинаково значимы. В этом случае в рамках приближения Гейзенберга-Эйлера достаточно умножить соответствующий результат, полученный для одиночного пучка, на 2, тогда как предсказания LCFA менее тривиальны, поскольку они включают нелинейные вклады более высоких порядков. Ключевые слова: вакуумное двулучепреломление, дихроизм, квантовая электродинамика, сильные поля, нелинейные эффекты.
  1. H. Euler, B. Kockel, Naturwiss., 23, 246 (1935)
  2. W. Heisenberg, H. Euler, Z. Phys., 98, 714 (1936)
  3. J. Schwinger, Phys. Rev., 82, 664 (1951). DOI: 10.1103/PhysRev.82.664
  4. J.S. Toll, Ph.D. thesis, Princeton Univ., 1952
  5. R. Baier, P. Breitenlohner, Acta Phys. Austriaca, 25, 212 (1967)
  6. R. Baier, P. Breitenlohner, Nuovo Cimento B, 47, 117 (1967). DOI: 10.1007/BF02712312
  7. В.Н. Байер, А.И. Мильштейн, В.М. Страховенко, ЖЭТФ, 69, 1893 (1975)
  8. W. Becker, H. Mitter, J. Phys. A, 8, 1638 (1975). DOI: 10.1088/0305-4470/8/10/017
  9. Е.Б. Александров, А.А. Ансельм, А.Н. Москалев, ЖЭТФ, 89, 1181 (1985)
  10. A. Di Piazza, K.Z. Hatsagortsyan, C.H. Keitel, Phys. Rev. Lett., 97, 083603 (2006). DOI: 10.1103/PhysRevLett.97.083603
  11. T. Heinzl, B. Liesfeld, K.U. Amthor, H. Schwoerer, R. Sauerbrey, A. Wipf, Opt. Commun., 267, 318 (2006). DOI: 10.1016/j.optcom.2006.06.053
  12. V. Dinu, T. Heinzl, A. Ilderton, M. Marklund, G. Torgrimsson, Phys. Rev. D, 89, 125003 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevD.89.125003
  13. F. Karbstein, E.A. Mosman, Phys. Rev. D, 101, 113002 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevD.101.113002
  14. F. Karbstein, Annalen Phys., 534, 2100137 (2022). DOI: 10.1002/andp.202100137
  15. F. Karbstein, H. Gies, M. Reuter, M. Zepf, Phys. Rev. D, 92, 071301(R) (2015). DOI: 10.1103/PhysRevD.92.071301
  16. H.-P. Schlenvoigt, T. Heinzl, U. Schramm, T.E. Cowan, R. Sauerbrey, Phys. Scr., 91, 023010 (2016). DOI: 10.1088/0031-8949/91/2/023010
  17. N. Ahmadiniaz, T.E. Cowan, R. Sauerbrey, U. Schramm, H.-P. Schlenvoigt, R. Schutzhold, Phys. Rev. D, 101, 116019 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevD.101.116019
  18. F. Karbstein, D. Ullmann, E.A. Mosman, M. Zepf, Phys. Rev. Lett., 129, 061802 (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.061802
  19. N. Ahmadiniaz, T. E. Cowan, J. Grenzer, S. Franchino-Vinas, A. Laso Garcia, M. vSmid, T. Toncian, M.A. Trejo, R. Schutzhold, Phys. Rev. D, 108, 076005 (2023). DOI: 10.1103/PhysRevD.108.076005
  20. F. Karbstein, R. Shaisultanov, Phys. Rev. D, 91, 085027 (2015). DOI: 10.1103/PhysRevD.91.085027
  21. И.А. Баталин, А.Е. Шабад, Препр. ФИАН, 166 (1968)
  22. Н.Б. Нарожный, ЖЭТФ, 55, 714 (1968)
  23. V.I. Ritus, Ann. Phys., 69, 555 (1972). DOI: 10.1016/0003-4916(72)90191-1
  24. S. Meuren, C.H. Keitel, A. Di Piazza, Phys. Rev. D, 88, 013007 (2013). DOI: 10.1103/PhysRevD.88.013007
  25. S. Bragin, S. Meuren, C.H. Keitel, A. Di Piazza, Phys. Rev. Lett., 119, 250403 (2017). DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.250403
  26. I.A. Aleksandrov, V.M. Shabaev, ЖЭТФ, 166, 182 (2024). DOI: 10.31857/S0044451024080042
  27. B. King, N. Elkina, Phys. Rev. A, 94, 062102 (2016). DOI: 10.1103/PhysRevA.94.062102
  28. Y. Nakamiya, K. Homma, Phys. Rev. D, 96, 053002 (2017). DOI: 10.1103/PhysRevD.96.053002
  29. F. Della Valle, A. Ejlli, U. Gastaldi, G. Messineo, E. Milotti, R. Pengo, G. Ruoso, G. Zavattini, Eur. Phys. J. C, 76, 24 (2016). DOI: 10.1140/epjc/s10052-015-3869-8
  30. G. Zavattini, F. Della Valle, A. Ejlli, G. Ruoso, Eur. Phys. J. C, 76, 294 (2016). DOI: 10.1140/epjc/s10052-016-4139-0
  31. R.S. Scorer, Q. J. Mech. Appl. Math., 3, 107 (1950). DOI: 10.1093/qjmam/3.1.107
  32. Н.Б. Нарожный, С.С. Буланов, В.Д. Мур, В.С. Попов, Письма в ЖЭТФ, 80, 434 (2004). DOI: 10.1134/1.1830652
  33. С.С. Буланов, Н.Б. Нарожный, В.Д. Мур, В.С. Попов, ЖЭТФ, 129, 14 (2006)
  34. F. Hebenstreit, R. Alkofer, H. Gies, Phys. Rev. D, 78, 061701(R) (2008). DOI: 10.1103/PhysRevD.78.061701
  35. S.S. Bulanov, V.D. Mur, N.B. Narozhny, J. Nees, V.S. Popov, Phys. Rev. Lett., 104, 220404 (2010). DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.220404
  36. S.P. Gavrilov, D.M. Gitman, Phys. Rev. D, 95, 076013 (2017). DOI: 10.1103/PhysRevD.95.076013
  37. I.A. Aleksandrov, G. Plunien, V.M. Shabaev, Phys. Rev. D, 99, 016020 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevD.99.016020
  38. D.G. Sevostyanov, I.A. Aleksandrov, G. Plunien, V.M. Shabaev, Phys. Rev. D, 104, 076014 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevD.104.076014
  39. I.A. Aleksandrov, D.G. Sevostyanov, V.M. Shabaev, Symmetry, 14, 2444 (2022). DOI: 10.3390/sym14112444
  40. I.A. Aleksandrov, D.G. Sevostyanov, V.M. Shabaev, arXiv:2210.15626
  41. A.G. Tkachev, I.A. Aleksandrov, V.M. Shabaev, arXiv:2408.04084

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme