Weak Deeply Virtual Compton Scattering
我们将深虚康普顿散射过程的分析推广到广义Bjorken极限下的弱相互作用扇区。在非定域光锥展开的框架下，通过坐标空间QCD弦算符计算了弱中性流和带电流在超前扭转处的虚康普顿散射振幅.利用一个简单的模型，我们估计了中微子从核子散射的截面，为未来的高强度中微子束设施。
2006-12-21 hep-ph
Volkov States and Non-linear Compton Scattering in Short and Intense Laser Pulses
超相对论电子束与强激光脉冲的碰撞使得在高强度区域研究QED成为可能。目前的高强度激光器大多以几十飞秒的短脉冲持续时间（即，仅几个光学周期）操作。对短脉冲效应的深刻理论理解不仅对于研究高强度激光物质相互作用的基本方面非常重要，而且对于作为新型X射线和γ射线辐射源的应用也很重要。在这篇文章中，我们简要概述了高强度QED的理论，重点是由于短脉冲持续时间的影响。讨论了非线性康普顿散射中由于脉冲宽度较短而引起的非线性光谱展宽及其补偿。
2017-01-08 hep-ph physics.plasm-ph
Asymmetries of azimuthal photon distributions in non-linear Compton scattering in ultra-short intense laser pulses
本文讨论了超短强激光脉冲中的非线性康普顿散射，着重讨论了出射光子能量的角分布。这是一个很容易通过实验获得的可观察量。预测的方位角分布的不对称性的线偏振和圆偏振。本文系统地研究了激光强度、载波包络相位和激光偏振对单周期和少周期激光脉冲发射光谱的影响。对于线性偏振，发射的主导方向从相对于低强度的激光偏振的垂直图案改变为对于高强度激光脉冲的主导平行发射。
2013-05-16 hep-ph physics.optics
Nonlinear Compton scattering in ultra-short laser pulses
本文详细地分析了电子被只含有极少数载流电磁场周期的激光脉冲散射时的光子发射谱。分析是在强场量子电动力学的框架下进行的，在计算中完全考虑了激光场。我们考虑不同的发射制度，这取决于激光强度，特别强调制度的一个周期的光束和高的激光强度，其中的发射光谱依赖于非微扰的激光强度。在这个制度中，我们特别提出了一个准确的固定相分析的积分，所示，以确定计算的发射光谱。的发射光谱显示出显着的差异，相对于那些在长脉冲或单色激光场：这里获得的发射线更广泛，更重要的是，没有敷料的电子质量观察。
2011-03-10 hep-ph
ALP production through non-linear Compton scattering in intense fields
我们获得生产产量为大量的赝标量和标量类轴子粒子（ALP），通过非线性康普顿散射的电子在低强度和高强度的电磁场的背景。特别是，我们专注于高斯平面波激光脉冲的电磁场。详细研究了标量和赝标量质量的角分布和影响。结果表明，超相对论种子电子可以用来产生标量和伪标量的电子质量的顺序。我们简要地讨论了未来的应用这项工作对基于实验室的搜索光超越标准模型粒子。
2018-02-21 hep-ph
Single and double nonlinear Compton scattering
我们研究了单次、双次和高阶非线性康普顿散射，其中电子与高强度激光非线性相互作用并发射一个、两个或多个光子。我们研究，特别是，如何双康普顿散射分为一步和两步的部分，后者是从两个单光子发射的非相干产物获得。我们包括双康普顿散射的所有贡献，并表明，交换项，这是没有计算在以前的恒定交叉场的研究，一般是在相同的数量级的其他一步条款。我们的方法揭示了双康普顿散射和三叉戟过程之间的实际有用的相似性，这使我们能够转移我们以前的一些结果三叉戟双康普顿散射。我们提供了一种新的胶合方法获得的主要贡献高阶康普顿散射的长激光脉冲。与标准胶合方法不同，我们的新方法不需要强度参数$a_0$远大于1。对于“硬”光子，我们得到了几个鞍点近似的各种字段的形状。
2019-05-16 hep-ph hep-th
Optimizing Laser Pulses for Narrowband Inverse Compton Sources in the High-Intensity Regime
相对论电子对超强短激光脉冲的散射使人们可以产生大量的X射线或$γ$射线光子，但以牺牲光谱宽度为代价--激光的时间脉冲不可避免地导致相当大的光谱展宽。在这封信中，我们描述了一种简单的方法来产生优化的激光脉冲，补偿非线性光谱展宽，并可以被认为是两个相反的线性啁啾脉冲相对于彼此延迟的叠加。我们建立了一个简单的分析模型，使我们能够预测这样的双脉冲的最佳参数-延迟，啁啾量和相对相位--产生窄带γ射线谱。我们的预测证实了数值优化和模拟，包括3D效果。
2019-02-27 hep-ph physics.acc-ph physics.atom-ph
High-intensity scaling in UV-modified QED
背景场中的QED微扰理论在足够高的场强下被证明是不成立的。然而，场论的高强度行为与其高能（UV）行为交织在一起。在这里，我们表明，QED的UV修改改变了高强度的行为，可观的。具体来说，我们研究了在QED中的一个恒定的交叉场与一个额外的泡利项的非线性康普顿散射。在UV修正理论中，截面呈现出比普通QED更快的幂律强度标度。
2020-11-27 hep-ph
Production of Light Dark Particles from Nonlinear Compton Scattering Between Intense Laser and Muon or Proton Beam
Nankai University（南开大学）；Xi'an University of Architecture and Technology（西安建筑科技大学）
本文提出利用强激光与μ子或质子束碰撞产生轻暗物质粒子的方法，通过计算非线性康普顿散射截面，探索新轻不可见粒子的检测途径。
2026-01-18 hep-ph
Assessing the impact of the electron ion collider in China on Deeply Virtual Compton Scattering
Hebei University（河北大学）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Department of Physics, University of Zagreb Faculty of Science（萨格勒布大学理学院物理系）
通过神经网络参数化康普顿形状因子并拟合全球数据，评估中国电子离子对撞机（EicC）的伪数据对深度虚拟康普顿散射（DVCS）测量不确定性的显著降低，尤其在海夸克区域。
2026-05-23 hep-ph
Impact of ion mobility on nonlinear Compton scattering of an ultra-intense laser pulse in a plasma
我们证明了由高强度激光脉冲驱动的等离子体的非平凡色散定性地影响由激光脉冲触发的基本非微扰QED过程，即使在没有电子留在相互作用体积中的情况下，例如，因为有质动力的排出在无电子的情况下，这种等离子体效应由残余离子的响应电流作为对激光传播的色散效应来介导。因此，残留离子充当传播的电磁激光场的有效背景。我们证明，这对基本的非线性QED过程的光子发射的电子吸收大量的激光光子，称为非线性康普顿散射的影响。在两个示例性的情况下，我们发现离子等离子体抑制和增强的光子发射率约$10\%$的中间和高的激光强度，分别。后一种增强没有经典的类似物。
2020-05-05 hep-ph physics.plasm-ph
Beam-Shape Effects in Nonlinear Compton and Thomson Scattering
讨论了强激光光子束与相对论电子碰撞中的强度效应。我们的主要重点是由于现实的有限束几何形状的发射光谱的修改。通过仔细分析经典极限，我们精确地量化强场QED康普顿散射和经典汤姆逊散射之间的区别。一个纯经典的，但完全协变的，由平面波激光场中的电子发射的轫致辐射的计算产生辐射到谐波，如预期的。这一结果被推广到有限持续时间的脉冲，并解释了作为干涉现象的谱线展宽和谐波子结构的出现。随后的数值处理证实，强聚焦的激光导致一个广泛的连续，而高次谐波变得可见，只有在适度的聚焦，因此较低的强度。我们提出了一个定标律的背散射光子谱密度，便于平均电子束相空间。最后，我们提出了一组现实的参数，使观察强度引起的光谱红移，高次谐波，和他们的子结构，变得可行。
2009-12-14 hep-ph physics.acc-ph physics.plasm-ph
Nonlinear double Compton scattering in the full quantum regime
本文详细地分析了电子在强激光脉冲中散射产生双光子的过程。计算是在强场QED的框架下进行的，并且精确地包括了激光场的存在，描述为平面波。我们调查的全量子制度的相互作用，光子反冲在发射过程中起着至关重要的作用，并大大改变了发射的光子光谱相比，在以前研究的制度。我们提供了一个半经典的解释，这种差异的基础上，分配的轨迹在激光场的电子之前和之后的每个量子光子发射的可能性。我们的数值计算结果表明，实验研究的非线性双康普顿散射与现有的等离子体为基础的电子加速器和激光技术的全量子制度的可行性。
2012-08-16 hep-ph
Narrowband inverse Compton scattering x-ray sources at high laser intensities
基于激光脉冲的逆康普顿散射的窄带X射线源和伽马射线源由于增加其带宽的非线性效应的开始而受到允许的激光强度的限制。已经提出，具有适当频率调制的激光脉冲可以补偿这种有质动力加宽并减小谱线的带宽，这将允许在高强度区域中操作窄带康普顿源。因此，本文提出了调频强激光脉冲中的非线性康普顿散射理论。从非线性康普顿散射的散射矩阵元出发，考虑电子的自旋和反冲，系统地导出了激光脉冲的最佳频率调制。我们表明，对于一些特定的散射角，一个优化的频率调制完全取消了后向散射光的所有谐波的有质动力加宽。我们还探讨了如何敏感的补偿依赖于电子束的能量扩散和发射度，以及激光聚焦。
2015-03-02 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
Polarization of recoil photon in non-linear Compton process
在Furry图像最低阶树级S矩阵元框架内，研究了相对论电子与线偏振激光相互作用的非线性Compton过程中反冲光子的极化，通过微分截面不对称性确定极化方向与程度，为非线性多光子效应研究及未来激光实验规划提供参考。
2024-03-26 hep-ph
Second Order QED Processes in an Intense Electromagnetic Field
研究了强平面电磁波作用下的一些非线性二阶QED过程。导出了圆极化外电磁场中康普顿散射和$e^+e^-$对产生的一般运动学解析表达式。的微分截面进行了研究数值光子能量高达50兆电子伏，外场强度参数$ν^2$值为2，和所有的散射角。还建立了全截面随外场强度的变化关系。外场的存在导致了康普顿散射和电子对产生微分截面中的共振。这些共振进行了研究，通过计算在外场的存在下的电子自能量。在共振时，微分截面增强了几个数量级。外电场强度参数$ν^2 <1$的值发生共振，降低了$ν^2 \sim 1$的极限，在这一点上，一阶外电场QED过程中的非线性效应变得重要。一般来说，全截面随着外场强度的增加而增加，尽管康普顿散射的峰值急剧上升，而对产生的峰值趋于平稳。在$e^+e^-$直线对撞机上进行了非线性本底研究。研究了在恒定正交电磁场作用下电子对的产生过程和电子自能。结果发现，以前的解析表达式需要外部场是方位对称的。新的解析表达式为更一般的非方位对称的情况下，被认为是一个数值参数范围相当于未来的直线对撞机设计建议。
2017-01-11 hep-ph
Polarization-dependent Interference in Nonlinear Compton Scattering
通过高能电子与激光的碰撞，研究了非线性Compton散射中依赖偏振的相位干涉效应，提出双脉冲方案以调制和重塑散射光子的能谱分布。
2025-09-12 hep-ph
Can we detect "Unruh radiation" in the high intensity lasers?
加速粒子将闵可夫斯基真空视为热激发，这被称为Unruh效应。由于与热浴的相互作用，颗粒像热浴中的布朗运动一样随机移动。已经讨论过，加速的带电粒子除了拉莫尔辐射之外还可能发射额外的辐射（Unruh辐射），并且正在计划通过使用高强度激光来检测这种辐射的实验。然而，有相反的论点，辐射被真空波动和波动运动的辐射之间的干涉效应所抵消。在本报告中，我们回顾了我们最近对Unruh辐射问题的分析。在这篇报告中，我们特别考虑了标量QED中加速粒子的热化，并推导了热化的弛豫时间。
2011-02-23 hep-ph hep-th
Laser induced Compton Scattering to Dark Matter in Effective Field Theory
本文提出利用强激光场中的非线性康普顿散射，让超相对论电子衰变产生轻 Dirac 费米子暗物质对，并在有效场论下计算衰变率与对低于 1 MeV 暗物质截断标度的探测灵敏度。
2025-09-02 hep-ph
Intensity interferometry for ultralight bosonic dark matter detection
本文提出利用类Hanbury Brown-Twiss强度干涉测量法探测超轻玻色子暗物质，通过传感器网络互相关测量其近零频随机强度涨落，实现宽带搜寻并覆盖实验未探索的参数空间。
2023-05-17 astro-ph.CO hep-ex hep-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
Control of nonlinear Compton scattering in a squeezed vacuum
University of Rochester（罗切斯特大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出通过压缩真空态控制电子在强激光场中的非线性康普顿散射，通过调节压缩幅度和角度实现辐射概率的增强或抑制。
2026-02-24 hep-ph quant-ph
Semiclassical analysis of axion-like particle emission via nonlinear Compton-like scattering in intense laser fields
本研究采用Baier-Katkov算符方法，利用相对论电子的半经典特性推导强激光场中类非线性康普顿散射的自旋分辨类轴子产生率，明确横向加速度的主导作用与独特的自旋依赖特征，该结果可纳入现有半经典Monte Carlo算法，为高功率激光探测调控类轴子提供新途径。
2025-07-29 hep-ph
Non-Linear Compton Scattering of Ultrashort and Ultraintense Laser Pulses
利用显协变量子电动力学方法讨论了时间整形强激光脉冲与电子的散射。我们采用了一个框架的基础上Volkov状态与时间相关的激光包络内的毛茸茸的图片光锥坐标。构造了截面的表达式，该表达式与所考虑的脉冲形状和脉冲长度无关。发现散射光子的分布很宽，具有丰富的次峰图案，就像汤姆逊散射中得到的那样，这些宽峰可能在足够高的激光强度下重叠，从而使单独谐波的概念不合适。讨论了单色平面波的极限和汤姆逊散射的经典极限。作为一个主要的结果，一个标度律连接汤姆逊极限与任意运动学的一般结果。在谱密度的重叠区域，经典和量子计算给出了不同的结果，即使在汤姆逊极限。因此，一个相空间区域被确定的差分光子分布强烈修改的量子效应。
2010-10-16 hep-ph
Controlling the polarization and vortex charge of $γ$ photons via nonlinear Compton scattering
提出利用双色反向旋转圆偏振激光场中的非线性康普顿散射产生自旋与轨道角动量可控的涡旋$\gamma$光子，并通过调节场强比实现偏振和拓扑荷定制。
2025-03-16 hep-ph
Electron distributions in nonlinear Compton scattering
基于量子理论，研究了平面电磁波作用下非线性康普顿效应中电子散射的分布。末态电子动量偏离其初始值完全是由于量子效应。单色的情况下，详细检查，揭示了电子分布的功能，有用的脉冲平面波的情况下，特定的强度和电子能量制度的理解。所显示的图形集中在高能电子与电磁圆偏振脉冲平面波的正面或近正面碰撞的情况下，并且显示方向上的偏差非常小，而能量分布可以明显不同于初始电子的能量分布。考虑了两种脉冲形状，几种激光强度和高入射电子能量。
2012-06-29 hep-ph physics.atom-ph
Nonlinear Compton scattering of polarised photons in plane-wave backgrounds
本文研究了平面波背景下非极化电子对极化光子的非线性康普顿散射现象。计算了线性和圆偏振脉冲、单色场和恒定交叉场背景下偏振光子的能量谱和角谱。当场强处于弱非线性状态时，不同偏振态的光子具有非常不同的能量和角分布。我们解释了这种差异，通过计算线性偏振单色背景中的非线性汤姆逊散射光谱，并将电子的轨迹投影到不同的偏振方向上。最后，我们计算了多GeV电子的情况下，通过考虑能量和角分辨光子偏振纯度，发现可以实现一个GeV光子束的偏振纯度超过$90\%$。
2020-03-03 hep-ph physics.optics quant-ph
Some features of the direct and inverse double Compton effect as applied to astrophysics
在本文中，我们考虑逆双康普顿（IDC）散射过程中的天体物理应用的背景下。假设从天体物理源发射的两个硬X射线光子在一个自由电子上散射，并转换成一个光学范围的单个软光子。利用QED S-矩阵方法导出了直接双康普顿（DDC）过程的截面，并在假设细致平衡条件下，给出了IDC过程截面的解析表达式。结果表明，在入射光子能量固定的情况下，反截面没有红外发散，其行为完全由光子源本身的光谱特性，特别是辐射与电子相互作用的有限时间所决定，因此，即使对于直接过程，解决红外发散的问题实际上是指一个真正的物理辐射源，其中光子实际上从来不是平面波。因此，直接以及逆双康普顿过程的散射辐射的物理频率分布是入射光子场的强度和线形的函数。
2021-12-24 astro-ph.CO hep-ph physics.atom-ph
Anisotropic inverse Compton scattering in the Galaxy
宇宙射线电子对星际光子的逆康普顿散射，似乎在银河系漫发射的产生中扮演着比以前想象的更重要的角色。银河系的背景辐射场是高度各向异性的，因为它是由来自银河系平面的辐射占主导地位。因此，即使宇宙射线电子的分布是各向同性的，在银河平面上的观测者看到的也大多是正面散射。当考虑晕中电子的逆康普顿散射时，这一点尤其明显，即银河系高纬度地区的漫发射。我们推导出这个过程的公式，并表明，星际辐射场的各向异性有显着的影响银河漫射伽马射线的强度和角分布，这可以增加高纬度银河伽马射线通量高达40%。在计算河外背景估计的银河辐射时，应考虑到这种影响。
1999-08-13 astro-ph hep-ph
Nonlinear effects in Compton scattering at photon colliders
后向康普顿散射是未来高能光子对撞机的基本过程。为了获得e-> γ转换的高概率，转换区域中的激光光子的密度应当高到使得一个电子与多个激光光子的同时相互作用是可能的（非线性康普顿效应）。本文详细讨论了圆偏振激光光子非线性后向康普顿散射中末态光子和电子的能谱、螺旋度。本文研究了总螺旋度为0和2的γ-γ光度分布。非常高强度的激光波导致能量（亮度）光谱的加宽并向较低能量（不变质量）移动。除了复杂的精确公式外，对于相对较小的非线性参数xi^2（一阶修正），给出了后向散射光子的能谱和偏振的近似公式。所有这一切都是必要的优化转换区域的光子对撞机和研究的物理过程中，尖锐的边缘的光度谱和单色性的碰撞是重要的。
2000-12-25 hep-ph physics.acc-ph physics.optics
Exact results for scattering on ultra-short plane wave backgrounds
我们给出了精确的结果的发射光谱的非线性Breit-Wheeler对生产和非线性康普顿散射在超强烈，超短持续时间的平面波背景下，模拟为δ函数脉冲。这包括总散射概率的封闭形式表达式。我们明确地表明，这些概率不表现出幂律缩放强度与（毛茸茸的图片）微扰理论的破坏相关，而不是缩放在高强度的限制。
2019-09-05 hep-ph hep-th
Compton scattering from $^4$He at the TUNL HI$γ$S facility
在高强度$γ$射线源上，用加权平均能量为$81.3$ MeV的准单能光子束，在实验室散射角为$55^\circ$、$90^\circ$和$125^\circ$时，测量了He与$^4$弹性康普顿散射的微分截面。结果进行了比较，以前的测量和类似的前后不对称的角分布的微分截面观察。这一实验工作有望有力地推动有效场论计算的发展，康普顿散射从$^4$他充分解释的数据。
2020-04-24 hep-ex hep-ph nucl-ex
Benchmarking semiclassical approaches to strong-field QED: nonlinear Compton scattering in intense laser pulses
与光子发射相关的反冲是强电磁场中超相对论电子动力学的关键，如在高强度激光-物质相互作用和天体物理环境（如中子星磁层）中发现的。当光子的能量变得与电子的能量相当时，有必要使用量子电动力学（QED）来精确描述动力学。然而，由于多粒子效应和电磁场的复杂结构，从强场QED计算适当的散射矩阵元通常是不可能的。因此，这些相互作用的半经典处理，耦合概率发射事件的经典电动力学使用率计算的局部恒定场近似。在这里，我们提供了全面的基准这种方法对精确的量子电动力学计算的非线性康普顿散射的电子在强激光脉冲。我们发现协议的光子光谱之间的百分比水平，以及从背景场的吸收模型的预测之间，归一化振幅$a_0 > 5$。我们讨论了改进的数值方法的可能途径和我们的研究结果的QED级联的影响。
2018-08-02 hep-ph physics.plasm-ph
All-vortex nonlinear Compton scattering in a polarized laser field
本文从理论上研究了强极化激光场中初末态电子和发射光子均处于涡旋态的全涡旋非线性 Compton 散射，建立了角动量交换理论体系，并通过数值计算揭示了激光参数对角动量交换的影响及光子谱多峰结构区分粒子轨道与自旋角动量的可能途径。
2025-04-06 hep-ph quant-ph
A Frenet-Serret Interpretation of Particle Dynamics in High-Intensity Laser Fields
在本文中，我们讨论了带电粒子在高强度激光场的Frenet-Serret形式的背景下，它描述了粒子世界线的内在几何的动力学。我们发现的Frenet-Serret标量和高强度激光粒子相互作用相关的基矢量的近似关系。量子效应的发生与康普顿波长量级的经典轨道的曲率半径有关。讨论了经典辐射反应的影响，以及由T-BMT方程得到的自旋极化矢量的经典进动。本文评述了强场QED在局域常场近似下光子发射率的推导，并将其用于量子辐射反应的蒙特卡罗模拟。这样的数值模拟，提出了一个可能的实验，以区分辐射反应的经典和量子力学模型。
2019-03-27 hep-ph physics.atom-ph physics.plasm-ph
Generating Vector-Vortex $γ$ Photons by Nonlinear Compton Scattering
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）
提出利用椭圆偏振激光脉冲中的非线性康普顿散射产生MeV矢量涡旋γ光子，通过调控激光椭圆率实现自旋-OAM不可分离态，为核尺度结构光子学与高能量子信息开辟新途径。
2026-09-29 hep-ph physics.optics quant-ph
Generalized Klein-Nishina formula
本文在量子电动力学的框架下导出了带电粒子与有限脉冲训练的康普顿散射的广义Klein-Nishina公式。该公式也适用于经典的汤姆逊散射，只要产生的辐射频率小于截止频率。数值算例表明了该公式对不同持续时间的入射脉冲的有效性。很好地解决了康普顿峰的位置，与整数阶的清晰标记，开辟了相对论强度，短激光脉冲的性质的精确诊断的可能性。这包括它们的峰值强度、载波包络相位和它们的偏振特性。
2015-03-23 hep-ph physics.acc-ph physics.optics
