Exploring the QED vacuum with laser interferometers
它表明，非线性的，但尚未观察到的，QED效应的应用程序的强磁场减慢光可以观察到与大型激光干涉仪，如LIGO或GEO600。
2002-04-17 hep-ph
Vacuum self-focussing of very intense laser beams
我们认为，由两个电子-正电子环的偶极相互作用引起的长程光子-光子吸引可以导致非常强的激光束的“真空自聚焦”。发现聚焦角θ（F）随光束强度I的增加而增加，即θ（F）I^（4/3）;对于目前或不久的将来可用的激光束，θ（F）10^（-10）--10 ^（-7）。
2007-02-21 hep-ph
Self - Consistent Description of e+e-gamma Plasma Created from the Vacuum in a Strong Electric Laser Field
本文得到了一个封闭的动力学方程组，用以描述强激光场作用下电子-正电子等离子体和次级光子的真空产生。光子能量分布的估计。在马尔可夫近似中，光子分布具有1/k光谱（闪烁噪声）。
2009-12-02 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
Probing vacuum polarization effects with high-intensity lasers
这些笔记提供了一个教学介绍的理论研究真空极化效应在强电磁场所提供的国家的最先进的高强度激光。量子真空涨落引起电磁场之间的有效耦合，从而用非线性补充了麦克斯韦经典电动力学的线性理论。借助于一个简化的激光脉冲模型，允许明确的分析见解，我们演示了如何有效地分析这些有效的相互作用在高强度激光实验的全光学签名。此外，我们突出了几个关键功能相关的精确规划和定量理论分析的量子真空非线性的碰撞高强度激光脉冲。
2019-12-25 hep-ph
Vacuum birefringence in high-energy laser-electron collisions
真实光子-光子散射是一种长期预测的现象，在光学和X射线频率下以双折射真空的形式在实验中寻找。我们目前的计算结果和数值模拟的情况下，以测量这种效果，使用多MeV的光子产生的电子与激光脉冲的碰撞。我们发现，在不久的将来，真空的双折射应该是可测量的实验参数。
2016-03-22 hep-ph
Non-perturbative vacuum-polarization effects in proton-laser collisions
在高能质子束与强激光场的碰撞中，由于真空的极化作用，激光光子会发生合并。光子合并的概率是通过精确计算占激光场，并提出了一个高度非微扰依赖于激光强度和频率。它表明，非微扰真空极化效应可以通过实验测量相结合的下一代桌面拍瓦激光器与目前可用的质子加速器。
2007-08-03 hep-ph physics.atom-ph
Observable effects caused by vacuum pair creation in the field of high-power optical lasers
我们考虑了在两束强度为10^20 - 10^22 W/cm ^2的反向传播激光束的聚焦处产生真空e+e对的实验证据的可能性。我们的方法是基于无碰撞动力学方程的分布函数的e+e-对与源项的粒子生产。作为真空对产生的一种可能的实验信号，我们考虑用干涉滤光片观察高频探测激光束被产生的e ~+e ~-等离子体折射。研究了自洽电场中激光频率高次谐波的产生。
2008-11-29 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
Towards laser based improved experimental schemes for multiphoton e+ e- pair production from vacuum
本文对两种实验方案导出了在强电磁场存在下真空产生电子对的数值估计：第一种方案是基于激光的X自由电子激光，另一种方案是模拟E144实验。本文采用二能级多光子共振近似。利用可实现的激光束参数值，这两种方案分别可以获得高达10^11和10^15对的生产效率。
2009-07-15 hep-ph
Seed and vacuum pair production in strong laser field
基于非微扰QED问题的重要性和强激光装置的发展，综述了强激光场中正负电子对产生的研究进展。根据不同的实验要求和理论方法，阐述了两类电子对产生，即种子粒子与强激光结合产生电子对和无种子粒子的真空电子对产生。分析了强场引起的非微扰问题的根源。讨论了每类电子对产生问题的非微扰方法的主要思想、实现、成就、有效性、挑战和瓶颈问题。
2019-07-17 hep-ph physics.atom-ph physics.optics
Influence of Laser Pulse Parameters on the Properties of e-e+ Plasmas Created from Vacuum
利用动力学理论中的低密度近似方法研究了强激光场中电子对等离子体（EPPP）的真空产生，研究了所观测到的EPPP与单个激光脉冲的形状和参数的关系。计算了多光子域中电场随时间变化的EPPP分布函数（绝热参数γ>> 1）。分析和数值计算的基础上的场强，场脉冲的形式和频谱的依赖关系进行了研究。所得结果可用于研究与动态Schwinger效应相关的一些可观测的次级过程。
2012-05-14 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
High-Energy Vacuum Birefringence and Dichroism in an Ultrastrong Laser Field
量子电动力学的一个长期预测，尚未被实验观察到，是真空中真实光子之间的相互作用。作为这种相互作用的结果，如果强激光场使其虚粒子-反粒子偶极子极化，真空将成为双折射和二向色的。在这里，我们推导出如何一般偏振探测光子束的真空双折射和二向色性的影响，在一个强的线偏振平面波激光场。此外，我们考虑了一个实验方案来测量这些影响的非微扰的高能量制度，在那里的欧拉-海森堡近似打破。通过采用圆偏振高能探测光子，而不是传统上认为的线偏振光子，在几天的时间尺度上以$5σ$置信度定量确认真空双折射非线性QED预测的可行性。即将推出的10 PW激光系统。最后，在真空中的二向色性和异常色散被证明是在这些设施访问。
2017-12-27 hep-ph
All-optical signatures of quantum vacuum nonlinearities in generic laser fields
高强度前沿的全光学实验为在强宏观电磁场中进行量子电动力学的前所未有的精确测试提供了一条有希望的途径。迄今为止，量子真空非线性全光特性的理论研究大多是基于对驱动激光场的光束轮廓和脉冲形状的简化近似。由于精确的测试需要准确的定量理论预测，我们引入了一个有效的数值工具，促进定量理论研究的量子真空非线性在通用激光领域的全光签名。我们的方法是基于真空发射图片，并利用这一事实，即驱动激光场的动力学是一个很好的近似由经典的麦克斯韦理论在真空中。结合麦克斯韦解算器，自洽地传播任何给定的激光场配置，这允许从第一原理的高强度激光实验中的真空非线性的光子签名的准确的理论预测。我们采用我们的方法来模拟光子签名的量子真空非线性的激光脉冲碰撞涉及几个周期的脉冲，并显示出的角度和光谱分布的发射信号光子偏离的驱动激光束。
2018-11-21 hep-ph physics.optics
Radiation from polarized vacuum in a laser-particle collision
研究带电粒子与强激光场碰撞中的真空极化效应，发现相比传统Compton过程，700 GeV和6.5 TeV质子的光子发射光谱峰值分别增强30%和抑制65%，为实验室展示真空极化提供新途径。
2023-05-02 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Self-induced mode mixing of ultraintense lasers in vacuum
研究了量子真空对高斯光束在真空中传输的影响。通过傍轴项和量子真空项的双微扰展开，我们给出了自感横模混合、偏振旋转和三次谐波产生的解析表达式。我们讨论的可能性搜索的自诱导，空间依赖相移的多petawatt激光脉冲，这可能允许测试的量子电动力学和新的物理模型，如玻恩-因菲尔德理论和模型，涉及新的微荷电或轴子样粒子，在参数区域尚未在实验室实验中探索。
2014-12-10 hep-ph physics.optics
Floquet vacuum engineering: Laser-driven chiral soliton lattice in the QCD vacuum
当施加一个具有足够大强度和频率的时间周期圆偏振激光场时，QCD真空会发生什么？基于周期驱动系统的Floquet形式主义和系统的低能有效QCD理论，我们证明了对于足够大的频率和临界强度以上，QCD真空对π介子的手征孤子晶格是不稳定的;拓扑孤子的晶体结构自发地打破宇称和连续平移对称性。我们的工作将为新颖的“弗洛凯真空工程”铺平道路。"
2021-09-30 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
Probing the quantum vacuum with ultra intense laser pulses
本文介绍：1）强场物理和真空结构和稳定性的理论背景; 2）脉冲激光器领域的仪器发展，并考虑超强激光设备的物理情况;和3）讨论超强激光器的应用和基本用途。
2014-12-28 hep-ph physics.optics quant-ph
Nonlinear Compton scattering of an ultra-intense laser pulse in a plasma
穿过等离子体的激光脉冲可以具有与真空中的光速显著不同的群速度。这改变了真空情况下强激光场中电子的Volkov态，从而改变了电子触发的所有量子电动力学效应。在这里，我们基于第一性原理导出的改进的Volkov解，深入研究了等离子体中强短激光脉冲散射的电子发射光子的基本过程，称为非线性康普顿散射。的非线性，等离子体修饰的激光色散的康普顿光谱发射的光子和高强度的激光等离子体实验的影响的后果指出。
2018-09-18 hep-ph physics.plasm-ph
Probing vacuum birefringence by phase-contrast Fourier imaging under fields of high-intensity lasers
在真空中，高强度激光可以通过虚真空偏振过程引起光子-光子相互作用，虚真空偏振可以通过光子在强场中的相速度移动来测量。在光频域中，光子-光子相互作用是由欧拉-海森堡有效作用量描述的偏振介导的。该理论预言了量子电动力学（QED）中由非线性性质引起的相速度移动的真空双折射或偏振依赖性。提出了一种利用相衬傅里叶成像的绝对相速度位移测量强激光场作用下真空双折射的方法。该方法可以用于观察甚至超出QED真空极化的效应。
2011-04-06 hep-ph physics.optics quant-ph
Probing vacuum birefringence under a high-intensity laser field with gamma-ray polarimetry at the GeV scale
探测真空结构在高强度场作用下的形变是一个重要的研究课题。在量子电动力学（QED）的背景下，真空暴露于线偏振的高强度激光场预计将显示双折射。我们考虑的10 PW的激光系统泵浦真空和1 GeV的光子探测双折射效应的组合。真空双折射可以通过探测$γ$ -射线的偏振翻转来测量，这也可以解释为探测光子的相位延迟。我们提供了理论上如何提取GeV探测光子的相位延迟通过成对拓扑的Bethe-Heitler过程中的偏振计，然后评估真空双折射的可测量性通过相位延迟给定一个具体的偏振计设计与现实的一组激光参数和可实现的脉冲统计。
2017-05-06 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Quantum vacuum signatures in multi-color laser pulse collisions
量子真空涨落引起电磁场之间有效的非线性相互作用。由宏观场驱动的量子真空非线性的一个突出特征是信号光子在诸如频率、传播方向和偏振等特性上与驱动场不同。我们设计了一种策略，有效地跟踪各种真空波动介导的相互作用过程，以确定最有前途的信号光子通道。作为一个例子，我们研究了多达四个光脉冲的碰撞，并注意和频和差频的产生。我们演示了如何使用这些信息来提高信号光子产率在激光脉冲碰撞给定的总激光能量。
2021-04-20 hep-ph physics.optics quant-ph
Searching for minicharged particles via birefringence, dichroism and Raman spectroscopy of the vacuum polarized by a high-intensity laser wave
研究了探测光子在强圆偏振激光场中的吸收和色散。应用光学定理确定真空偏振张量虚部的吸收系数。真空折射率和光子吸收系数的紧凑的表达式得到在各种渐近制度的利益。这种分析的结果表明，远离相对接近双光子反应阈值的区域，真空的双折射和二向色性很小，并且在某些情况下被强烈抑制。相反，在光生电子对的区域附近，这些光学性质在中等强度的激光器下表现出来。我们利用这样一个属性在搜索微荷电粒子，考虑高精度的极化实验。此外，拉曼类电磁波产生的非弹性部分的真空极化张量被建议作为替代形式，寻找这些假设的载流子的排斥限制。即将到来的高强度激光设施的设想参数用于建立微带电粒子的上限。
2013-10-17 hep-ph
Enhancing quantum vacuum signatures with tailored laser beams
我们证明，定制的激光束提供了一个强大的手段，使强电磁场中的量子真空签名在实验中可访问。在高强度前沿探测量子真空非线性的典型方案设想聚焦激光脉冲的碰撞。由真空涨落介导的驱动场的有效相互作用产生了编码量子真空非线性签名的信号光子。从驱动激光光子的大背景中分离出少量的信号光子是一个重大的实验挑战。本工作的主要思想是修改驱动激光束的远场特性，以在其中心呈现无场孔，从而允许在正向方向上散射的信号的基本上无背景的测量。我们的显式构造利用了一种特殊的远场/焦点对偶。
2020-06-10 hep-ph physics.optics quant-ph
Minicharged particles search by strong laser pulse-induced vacuum polarization effects
对尚未观测到的真空双折射的激光搜索可能对携带微小部分电子电荷的非常轻的假设粒子敏感。我们表明，在当代技术的帮助下，由中等强度的光学激光脉冲驱动的偏振调查可能允许排除这些粒子候选人的参数空间的区域，这些区域迄今为止还没有被丢弃的实验室测量数据。特别注意的是高斯波剖面的作用。有人认为，在能量制度中，真空成为二向色性由于这些微电荷，探测光束通过一个分析仪设置交叉到初始偏振方向的传输概率将取决于两个诱导的椭圆率以及初始偏振平面的旋转。弱和强场制度，相对于这些微荷电粒子的属性，和强场的极化的相关性进行了研究。
2016-11-10 hep-ph
On e^+e^- pair production by a focused laser pulse in vacuum
计算了聚焦激光脉冲产生正负电子对的几率。为了描述聚焦的激光脉冲，我们使用基于麦克斯韦方程组的精确解的电磁场的三维模型。存在两种类型的聚焦波：分别只有电矢量或磁矢量为横向的e偏振波和h偏振波。结果表明，对的产生只可能在$e$极化电磁波中。得到了对产生几率与激光脉冲强度的关系。有人认为，存在一个自然的物理限制，可达到的聚焦激光脉冲强度。这一限制是由电子对产生的影响造成的脉冲能量损失造成的。
2004-03-15 hep-ph
Quantum Vacuum Nonlinearities in Laser Interferometers
Australian National University（澳大利亚国立大学）
本文提出用驻波激光干涉仪对真空中光子-光子相互作用进行全光学测试，其灵敏度随腔内循环功率非线性提升，该实验可用于探测超出粒子物理标准模型的量子场性质。
2026-09-04 hep-ph quant-ph
Analysis of the Third Harmonic of a Vacuum Response in a Subcritical Laser Field
本文采用 BBGKY 动理学理论非微扰分析强激光场中电子-正电子等离子体的三次谐波辐射，比较湮灭通道量子辐射与等离子体振荡半经典辐射，发现大绝热参数高频区量子辐射占优。
2024-06-10 hep-ph hep-th physics.plasm-ph
Vacuum muon decay and interaction with laser pulses
University of Plymouth（普利茅斯大学）
本文提出激光脉冲影响muon真空衰变率的机制，通过量子干涉在电子动量谱中产生条纹并延长muon寿命。
2026-01-08 hep-ph
Properties of the electron-positron plasma created from vacuum in a strong laser field. Quasiparticle excitations
本文研究了强激光场作用下准粒子电子-正电子对在非微扰基础上产生真空的动力学方程的解。在较宽的激光辐射参数范围内，研究了准粒子电子（正电子）分布函数与粒子数密度的关系，电场强度E_0的波长λ和幅度。发现了三个域：真空极化效应区，其中e-e+对密度较小（“平静谷”）;两个积累区，其中e-e+对的产生率大大增加，e-e+对密度可达到一个显著值（短波长区和强场区）。特别地，所得到的结果指出了在短波长λ \lessim λ acc} = π/m范围内物理真空的一个复杂的短距离电磁结构.对于中等强度的场E_0 \lesssim E_c=m^2/e，可以实现具有高密度e-e+准粒子的积累区。在这个领域的场强和在整个调查范围内的波长，动态施温格效应的观察可以促进。
2013-08-08 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
New Estimation of the Curvature Effect for the X-ray Vacuum Diffraction Induced by an Intense Laser Field
量子电动力学预言了在强激光场作用下，通过虚带电粒子产生的X射线衍射，这种现象被称为真空衍射（VD）。本文导出了一个新的公式来描述XFEL脉冲与激光脉冲迎头碰撞几何中的VD。该公式新考虑了XFEL脉冲的波前曲率。利用该公式，我们还讨论了曲率对SACLA XFEL装置实际参数VD信号的影响。
2019-11-28 hep-ex hep-ph physics.optics
BBGKY kinetic approach for an e-e+gamma plasma created from the vacuum in a strong laser-generated electric field: The one-photon annihilation channel
本文通过截断BBGKY方程组得到了一个封闭的动力学方程组，用于描述强激光场作用下电子-正电子等离子体和次级光子的真空产生。这种截断是在马尔可夫近似的单光子湮没通道，这是由于存在强外场访问。光子产生率的估计得到不同域的激光场参数（频率nu和场强E）。为了满足该通道中各组分（e-，e+，γ）的能量和动量守恒定律，需要大量的准经典激光场的可见光子。由于这些可见光子的数量对应于微扰理论的阶数，因此对于光学区域和强亚临界场E << E_c，光子产生率几乎为零。在γ射线区nu <~ m，所需的激光光子数很小，从单光子湮灭过程中产生光子的速率对于亚临界场E <~ E_c的观测是可以达到的。在红外区域中，光子分布具有闪烁噪声典型的1/k光谱。
2011-05-31 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
Double-slit vacuum polarisation effects in ultra-intense laser fields
研究了强激光驱动真空对电磁探测波传播的影响。我们研究了两种情况，包括一个集中的探测激光束通过一个区域的真空极化的超强激光场。通过分裂成两个，分开的，单色高斯脉冲在垂直于探测场轴的平面中反向传播，我们证明了一个领先的顺序光的光衍射效应，产生的干涉图案让人想起经典的双缝实验。我们计算了衍射的探测光子的总数以及衍射到真空偏振信号高于探测背景的区域中的数量。此外，我们计算诱导的椭圆率和偏振旋转的探测光束，并显示如何，在现实的情况下，在两个强场的中心不完全对齐，一定范围的光束分离和观察距离实际上可能会导致一个单一的强激光束的理想情况下增加。
2013-01-29 hep-ph physics.optics quant-ph
Interferometric Differential High-Frequency Lock-In Probe for Laser-Induced Vacuum Birefringence
提出一种利用飞秒光学增强腔和独立控制脉冲的干涉差分高频锁相测量方法，有效抑制了腔双折射系统效应，并具有节省激光功率和装置简单的优势。
2025-04-29 hep-ph physics.optics quant-ph
Non-linear interaction of laser light with vacuum: contributions to the energy density and pressure in presence of an intense magnetic field
最近的模拟表明，在密度不足的等离子体中，现有设施中的超强激光很可能在数百微米的距离上产生接近千特斯拉强度的非常大的电场和磁场。虽然还需要克服一些技术上的困难，但预计将来会有更强的。此外，它已被证明，真空表现出一种特殊的非线性行为，在高磁场和电场强度的存在。在这项工作中，我们感兴趣的是在真空的能量密度和压力的辐射相互作用时，在外部磁场的存在下，它的贡献的分析。使用欧拉-海森堡形式主义在弱场的制度，即小于临界量子电动力学场强度值，我们评估这些幅度和分析我们发现的高度各向异性行为。我们的工作对激光和天体物理磁化的低密度系统的光子-光子散射有影响，这些系统远离其表面，物质效应越来越可以忽略不计。
2022-01-26 astro-ph.SR hep-ph physics.optics
Probing vacuum birefringence using x-ray free electron and optical high-intensity lasers
真空双折射是强场量子电动力学最引人注目的预言之一：穿过强场区域的探测光子可以通过耦合到泵浦场和探测场的虚拟带电粒子的量子涨落间接地感知所施加的“泵浦”电磁场。这种耦合对场对准敏感，并且可以有效地导致探测光子偏振模式的两个不同折射率，从而引起双折射现象。在这篇文章中，我们进行了专门的理论分析，建议发现实验的真空双折射的X射线自由电子激光/光学高强度激光设备。现实地描述泵浦和探测激光脉冲的宏观电磁场，我们超越了以前的分析，占各种影响之前没有考虑在这种情况下。我们的研究有助于在实际实验中对信号进行严格的定量预测和优化。
2016-05-30 hep-ph physics.optics quant-ph
Extended search for sub-eV axion-like resonances via four-wave mixing with a quasi-parallel laser collider in a high-quality vacuum system
利用双色脉冲激光在准真空中聚焦的四波混频方法研究了类轴子粒子的共振态。准平行碰撞系统，允许探测的亚电子伏的质量范围内实现了通过聚焦的组合激光场与离轴抛物柱面镜。0.10 mJ/34 fs的Ti：Sapphire激光脉冲和0.14 mJ/9 ns的Nd：YAG激光脉冲通过共用一个光轴进行时空同步并聚焦到真空系统中。在$3.7 \times 10^{-5}$ Pa的真空压力下没有观察到显著的四波混合信号，从而通过假设在低于0.21 eV的质量范围内以95%的置信水平交换标量场和赝标量场来提供耦合-质量关系的上限。为了进行这项研究，对实验装置进行了大幅升级，使光学元件与高质量真空系统的要求相兼容，从而提高了脉冲功率。随着脉冲功率的增加，除了已知的原子四波混频过程外，还出现了一种新的与压力相关的背景光子。本文展示了这些背景光子的压力依赖性以及如何在搜索中处理它们。
2020-04-22 hep-ex hep-ph
Boiling the Vacuum with an X-Ray Free Electron Laser
X射线自由电子激光将在这十年内建造，无论是在SLAC的形式，所谓的直线加速器相干光源以及在DESY，所谓的TESLA XFEL实验室使用的技术开发的TeV能量超导电子-正电子直线加速器TESLA的设计。这种X射线激光器还可以通过利用将其光束聚焦到具有小半径的光斑的可能性（希望在激光波长的范围内）来允许高场科学应用。沿着这条路线，人们可以获得非常大的电场，比用任何相同功率的光学激光器所能获得的电场大得多。我们认为在这里获得一个电场如此之高，电子-正电子对在真空中自发产生（Schwinger对生产）的可能性和审查的前景，以验证这种非微扰生产机制首次在实验室中。
2003-04-15 hep-ex hep-ph
Vacuum birefringence at x-ray free-electron lasers
我们研究了单独使用X射线自由电子激光（XFEL）测量量子电动力学预言的真空双折射现象的前景。我们设计了一个实验方案，允许XFEL光束与自身碰撞在一个有限的角度，从而作为泵浦和探测场的效果。真空双折射的特征被编码在偏振翻转的信号光子中，以用高纯度X射线偏振法检测。我们对理想化场景的研究结果强调，仅基于XFEL的设置的发现潜力可以与涉及光学高强度激光的设置相媲美。对于目前可实现的场景，我们确定了对所需特征的大小产生强烈影响的X射线光学成分的几个关键细节。
2021-08-21 hep-ph physics.optics quant-ph
Strong-field vacuum polarisation with high energy lasers
本研究利用高能长脉冲激光与高能探针光子，通过多重光-光散射观测强场真空极化，从而探索强场QED的非线性非微扰区域。
2023-09-04 hep-ph
Photon-photon interaction in structured QED vacuum
在空间结构的强激光场中，量子电动力学真空表现为具有三阶调制极化率的非线性克尔介质，由于调制而产生新的相干非线性效应。研究了探测激光束与平行聚焦激光束散射过程中，光子-光子相互作用过程中的空间相干真空效应对真空极化和磁化的增强作用。本文研究了结构QED真空中的弹性和非弹性四波混频过程。分析了光子-光子散射的相位匹配条件和布拉格光栅的相干效应。
2012-05-15 hep-ph quant-ph
On the Observation of Vacuum Birefringence
我们提出了一个观察强激光场引起的真空双折射的实验。高强度的激光脉冲被聚焦到超相对论强度，并使真空偏振，然后真空就像双折射介质一样。后者由线性偏振的X射线脉冲探测。我们计算得到的椭圆信号在强场QED假设高斯光束。探测信号所需的激光技术将在未来三年内问世。
2006-01-10 hep-ex hep-ph
Pair production and optical lasers
利用无参数量子动力学方程研究了驻波中正负电子对的产生。与现代光学激光器相对应的场强和频率引起QED真空的材料极化，其特征可以是密度为~10^{20}cm^{-3}的e^+ e^-准粒子对等离子体。当激光场为零时，等离子体几乎完全消失，只留下很小的残余对密度nr，这是真空衰变的真实表现。每个周期的平均电子对密度与激光强度成正比，但与频率ν无关。剩余电子对的密度也随激光强度的增加而增加，但n_r \propto ν ^2不随激光强度的增加而增加。随着光学激光器在当前一代的最前沿，这些动态QED真空效应可以产生5-10个可观察到的双光子湮灭事件每个激光脉冲。
2005-11-29 hep-ph nucl-ex nucl-th
Detectable Optical Signatures of QED Vacuum Nonlinearities using High-Intensity Laser Fields
量子电动力学（QED）是迄今为止经过最精确检验的量子场论。然而，特别是在高强度的制度，它预测到目前为止还没有直接在全光学实验，如光子光子散射现象引起的量子真空波动的各种现象。在这里，我们专注于在高强度的电磁场制度的量子真空效应的全光学签名。我们提出了一个实验装置产生的信号光子可区分的背景。这种配置是基于两个光脉冲petawatt激光器：一个产生一个狭窄的，但高强度的散射中心，由另一个探测。我们计算的信号光子的微分数，可与此字段配置解析，并将其与驱动激光束的背景进行比较。
2020-03-10 hep-ph physics.optics
Generation of harmonics by a focused laser beam in vacuum
研究了超强聚焦激光束在真空中产生奇次谐波的问题。该过程是由于多重逐光散射效应而发生的。在微扰理论的第一阶中，$(2k+1)$次谐波的产生由具有$(2k+2)$外部输入和两个输出支路的回路图描述。假设光束的频率比康普顿频率小得多，使得恒定均匀电磁场的近似在局部有效。在微扰理论的主导秩序，产生的光子的角分布，以及为他们的总发射率的解析表达式。利用强场QED理论，数值研究了高阶图的影响。结果表明，该过程可能成为观察的光束强度的顺序为$10^{27}\rm{W/cm}^2$。
2006-08-22 hep-ph
Super light-by-light scattering in vacuum induced by intense vortex lasers
提出一种无需X射线偏振器直接探测真空极化（VP）信号的新方法，通过强涡旋激光诱导超光-光散射效应，使信号光子切向动量显著增大，从而与X射线背景分离，实现强度和信噪比提升两个数量级以上的单次探测。
2025-07-16 hep-ph physics.optics
Pair Production from Vacuum at the Focus of an X-Ray Free Electron Laser
X射线自由电子激光（FEL）的建造有明确的计划，在DESY，所谓的XFEL是正负电子直线对撞机TESLA设计的一部分，以及在SLAC，所谓的直线加速器相干光源（LCLS）已经提出。这样的X射线激光器将允许高场科学应用：人们不仅可以利用X射线束的高能量和横向相干性，而且还可以将其聚焦到具有小半径的光斑，希望在激光波长范围内。沿着这条路线，人们可以获得非常大的电场，比用任何相同功率的光学激光器所能获得的电场大得多。在这封信中，我们讨论了获得一个如此高的电场的可能性，以至于在真空中自发地产生电子-正电子对（施温格对产生）。我们发现，如果X射线光学可以改进到接近衍射极限的聚焦，如果计划的X射线自由电子激光的功率可以增加到太瓦的区域，那么有足够的空间进行调查的Schwinger对生产机制。
2001-03-16 astro-ph hep-ex hep-ph
Angular modulation of nonlinear Breit-Wheeler yield by vacuum dichroism
在量子辐射主导区研究GeV电子束与反向传播超强激光脉冲的相互作用，利用单级装置识别对密度中的真空极化信号，证明真空二向色性增强前向散射对产额，为测量真空极化效应提供可能。
2024-12-01 hep-ph
Laser-driven search of axion-like particles including vacuum polarization effects
研究了强激光场中光子进入类轴子粒子的振荡。通过真空极化张量的低能行为来考虑非线性QED效应，真空极化张量是在单圈和弱场近似下由Euler-Heisenberg Lagrangian导出的。在这个框架中得到的表达式被应用到配置中的强背景场是一个圆偏振单色平面波。分析结果表明，在低能量动量转移的情况下，轴子场在真空中诱导了手征双折射和二向色性，这在纯QED背景下是不明显的。还确定了相应的偏振面的椭圆率和角旋转。我们利用这些可观的轴子参数施加排斥限制。我们的预测涵盖轴子群众的设置的基础上偶极磁铁提供不太严格的限制。可能的实验方案中，我们的结果可以进行测试进行了讨论。
2014-02-26 hep-ph hep-th
Interference Effects in Schwinger Vacuum Pair Production for Time-Dependent Laser Pulses
我们提出了简单的新的近似公式，标量和旋量QED，从真空中产生的粒子数的时间相关的电场，将产生的干扰效应，从任意数量的不同的半经典转折点。当激光脉冲的时间轮廓具有子周期结构时，这种干涉效应是重要的。我们将展示如何得到的半经典的直觉可以用来指导设计的时间配置文件，提高了动量谱由于干涉效应。这个结果很容易实现，并且普遍适用于时间相关的隧穿问题，例如出现在粒子和核物理，凝聚态物理，原子物理学，化学物理和引力物理的许多其他背景下。
2011-02-21 hep-ph hep-th quant-ph
Laser photon merging in proton-laser collisions
研究了高能质子束与线偏振强激光场碰撞过程中产生的量子电动力学真空偏振效应。在严格考虑激光场的情况下，计算了激光光子与质子电磁场相互作用后合为一个光子的概率。然后，根据不同的实验设置适合于检测微扰和非微扰真空极化效应的概率的渐近。实验上最可行的设置包括使用强激光场。它示出，在这种情况下，测量的出射光子的偏振和它的角分布提供了有前途的工具来检测这些效果的第一次。
2009-06-30 hep-ph
Vacuum birefringence in the head-on collision of XFEL and optical high-intensity laser pulses
本文的重点是提供紧凑的解析表达式的偏振翻转的信号光子的微分数构成的真空双折射的信号中的正面碰撞的X射线自由电子（XFEL）和光学高强度激光脉冲。我们的研究结果允许前所未有的洞察到缩放的效果与腰部和脉冲持续时间的两个激光束，瑞利范围的高强度光束，以及横向和纵向偏移。它们说明了远场中信号光子的微分数的衰减作为相对于探测光束的光束轴在前向方向上测量的方位角的函数，通常被常规近似所忽略。此外，它们甚至允许我们提取垂直偏振信号光子的角发散的解析表达式。我们希望我们的公式是非常有用的规划和优化的实验方案，旨在检测真空双折射的XFEL/高强度激光装置，如在亥姆霍兹国际光束线极端领域（HIBEF）在欧洲XFEL提出的。
2021-12-19 hep-ph hep-th quant-ph
Axion detection by ring lasers
提出了一种类似于坎特伯雷环形激光器的环形激光实验，用于探测轴子和{ \sc qed}诱导的真空双折射。它使用一个缓慢调制的磁场和一个新颖的极化几何。轴子耦合和真空双折射都会调制Sagnac拍频。一个零的结果可能会对轴子质量和双光子耦合产生敏感的限制。
1995-02-08 hep-ph hep-th
Unruh effect and Schwinger pair creation under extreme acceleration by ultraintense lasers
一个经历巨大加速的探测器测量了闵可夫斯基真空外的温鲁温度的热分布。虽然在天体物理学和引力学中，这种巨大的加速度是自然发生的，但人们可以设计弱激光装置来探测Unruh效应并模拟实验室天体物理学。在闵可夫斯基时空中，当存在恒定电场时，我们导出了加速系中的QED真空极化和真空持续振幅以及Schwinger对的产生。我们提出了一个热解释的Schwinger对创建在Rindler空间。
2017-12-07 gr-qc hep-ph
Probing the semi-macroscopic vacuum by higher-harmonic generation under focused intense laser fields
激光器的发明立即使非线性光子-物质相互作用的检测成为可能，例如Franken等人所证明的。的二次谐波检测。随着高功率、高能量激光器的最新进展，以及通过适当布置激光器和探测器对激光-物质相互作用进行非线性研究的例子，我们设想了在相当大的时空尺度上探测真空中光子相互作用的非线性的可能性，与高能加速器提供的微观尺度相比。具体来说，我们介绍了准平行碰撞系统中的光子-光子相互作用以及该系统中高次谐波的探测。所提出的方法应该实现探测可能的低质量和弱耦合场，已经假设了更大的灵敏度。随着大量的相干光子的可用性，我们建议通过平均共振生产和这些假设的字段内的传入的激光光子之间的质量中心的能量的不确定性的衰减检测高次谐波的计划。该方法开辟了大量的新的实验参数制度的耦合这些领域的光子，在适当的激光技术，甚至弱于重力的质量范围远低于1电子伏特。
2011-05-21 gr-qc hep-ph physics.optics
Nonlinear optical properties of the magnetized QED Vacuum
描述了量子电动力学所预言的电磁真空非线性光学性质的新过程。我们考虑存在静态和旋转磁场。谐波产生和两种不同类型的边带级联的情况下被认为是。一阶和二阶效应相对于外部磁场进行了详细讨论。可能的实验配置使用超强激光器进行了比较，在稳定的光学腔的连续激光器的替代使用。
2007-04-12 hep-ph
