Jet Observable for Photons from High-Intensity Laser-Plasma Interactions
发现高强度激光-等离子体相互作用中的量子辐射动力学和设计新的激光驱动高能粒子源的目标都需要准确和可靠的预测。实验依赖于细胞中的粒子模拟来预测和解释结果，但是在模拟相互作用时的未知数限制了模拟的定性预测，太不确定而无法测试量子理论。为了建立定量预测的基础，我们引入了一个“喷气”观测参数化的发射光子分布和量化的高能量光子发射的高度定向通量。在各种物理条件下的可观察到的射流被识别，并且当激光脉冲形成通过目标的波长尺度通道时，射流被示出为最突出。最高能量的光子通常沿射流的方向发射。观测值与量子理论的光子发射特性是一致的。这项工作为实验和探测器的设计提供了定量指导，为利用光子发射解释高强度激光等离子体实验中的动力学和验证强场中的量子辐射理论提供了基础。
2018-08-21 physics.plasm-ph
Plasma heating power dissipation in low temperature hydrogen plasmas
建立了电晕平衡下低温等离子体功率耗散的理论框架。该框架是基于基本守恒定律和反应截面，只有弱敏感等离子体参数，如电子温度和密度。将该理论应用于低温氢原子和分子实验室等离子体，计算了等离子体加热功率耗散到光子发射、电离和化学势的情况。计算的光子发射进行比较，最近的实验结果。
2015-10-08 physics.plasm-ph
Imprint of the stochastic nature of photon emission by electrons on the proton energy spectra in the laser-plasma interaction
在量子辐射占优的情况下，研究了光子发射的随机性效应对激光等离子体相互作用中质子能谱的影响，为实验观测光子发射的随机性效应提供了理论依据.我们通过二维粒子模拟计算光子发射量子力学和等离子体动力学半经典。由超强激光脉冲产生和驱动的超相对论等离子体与另一强激光脉冲正面碰撞，由于辐射反应效应，电子减速，由于电荷分离力，导致质子能谱显著压缩。在所考虑的制度的SE证明在移动的平均能量的质子高达数百兆电子伏。这种效应相对于激光和目标参数是鲁棒的，并且可以在很快可用的强激光设施中测量。
2019-04-19 physics.plasm-ph
Photon Plasma-Wave Interaction via Compton Scattering
本文将康普顿效应引起的光子动力学演化的Kompaneets理论推广到Vlasov等离子体波振荡的情形。在考虑Zel'dovich-Levich近似的情况下，研究了长波长极限下积累光子与等离子体的相互作用。
2012-08-16 nlin.CD physics.plasm-ph
Relativistic Expansion of Electron-Positron-Photon Plasma Droplets and Photon Emission
在相对论流体力学中讨论了热电子-正电子-光子等离子体液滴的膨胀动力学。设想在未来的实验中通过用反向传播的超强激光束照射薄箔来产生这种液滴，它们是伽马辐射闪光的来源。温暖的电子-正电子等离子体液滴可以通过加宽的511 keV线来识别和表征。
2010-08-20 hep-ph physics.plasm-ph
Photon orbital angular momentum in a plasma vortex
从理论上研究了光子束与等离子体涡旋之间的角动量交换，论证了等离子体中光子角动量态的可能激发。这可能与实验室和空间等离子体诊断、射电天文学自校准和产生光子角动量束有关。一个静态的螺旋结构的等离子体扰动，和旋转的等离子体涡旋进行了详细研究，这两种情况下，和它们的相关性的物理性质的光子OAM之间的比较，建立。
2008-05-19 physics.plasm-ph physics.space-ph
Photon-polarization-resolved linear Breit-Wheeler pair production in a laser-plasma system
该研究通过自洽包含光子偏振分辨 LBW 过程的 particle-in-cell 模拟，揭示 10 PW 级线偏振激光与固体等离子体作用中平行偏振光子使正电子产额降低 5%–10%，且该效应随强度升高而减弱。
2025-02-09 physics.plasm-ph
Separation of VUV/UV photons and reactive particles in the effluent of a He/O2 atmospheric pressure plasma jet
冷大气压等离子体可用于治疗活组织或用于灭活细菌或生物大分子。该处理的特征通常在于UV和VUV辐射、活性物质和离子的组合效应。这种组合通常有利于治疗的有效性，但它使得基本相互作用机制的研究非常困难。在这里，我们报告了一个有效的分离真空紫外/紫外光子和重活性物种的流出物中的微尺度大气压等离子体射流（$μ$ -APPJ）。分离是通过在明确定义的流动条件下的氦气的附加流动来实现的，其偏转流出物中的重颗粒而不影响VUV和UV光子。流出物的两种组分，光子和反应性物质，可以单独或组合用于样品处理。的模型等离子体聚合物膜和营养枯草芽孢杆菌和大肠杆菌细胞的治疗结果显示和讨论。一个简单的模型，他的气体流动和反应动力学的氧原子在气相中，并在表面上是用来提供一个更好的理解的过程中的等离子体流出物。这种新的射流改进，因其外观而被称为X-Jet，将简化大气压等离子体与生物样品相互作用机制的研究。
2011-05-11 physics.plasm-ph
A new electromagnetic wave in a pair plasma
报道了等离子体中一种新的非线性电磁波模式。它的存在依赖于强圆偏振电磁波与等离子体的相互作用，其中考虑了量子电动力学光子-光子散射。作为一个例子，我们考虑一对等离子体，并表明，新的模式可以在天体物理设置和下一代激光等离子体系统的显着。
2004-10-14 physics.plasm-ph
Photon emission by bremsstrahlung and nonlinear Compton scattering in the interaction of ultraintense laser and plasmas
通过将韧致辐射和蒙特卡罗算法结合到粒子模拟程序中，可以同时比较研究激光等离子体相互作用中的韧致辐射和非线性康普顿散射。对不同强度的激光与低$Z$或高$Z$靶相互作用进行了模拟。比较了韧致辐射和非线性康普顿散射产生的双光子辐射的相对强度。结果表明，当超强激光与厚度较大的$Z$靶相互作用时，非线性康普顿散射占主导地位，而当激光强度为$I < 10^{22} \mathrm{W/cm^2}$时，韧致辐射贡献的光子发射与非线性康普顿散射贡献的光子发射相当。在这种情况下，需要重新考虑韧致辐射的通常可解释性。
2016-12-22 physics.plasm-ph
Ionization potential depression and dynamical structure factor in dense plasmas
浸没在等离子体环境中的束缚电子系统的性质被周围的等离子体强烈地改变。在量子统计理论的框架内，电离能这一基本量的修正由电子自能和动力学屏蔽来描述。引入离子动力学结构因子作为离子微场的指标，我们证明了离子相关性和涨落在确定电离势降低中起着关键作用。这对于具有大的质量和电荷不对称性的不同离子的混合物尤其如此。计算了致密的铝等离子体以及CH等离子体的电离势凹陷，并与迄今为止使用的实验数据和更多的唯象方法进行了比较。
2017-07-05 physics.plasm-ph
Effects of high energy photon emissions in laser generated ultra-relativistic plasmas: real-time synchrotron simulations
我们模拟了在强激光等离子体相互作用中由于相对论带电粒子运动而产生的高能光子发射。这是在粒子单元代码中完成的，对于该代码，由于有限的时间步长和网格大小，高频辐射通常不能被解析。同步辐射光谱的一个简单的表达式一起使用的Monte-Carlo方法的发射度。我们扩展了以前的工作，允许任意领域，考虑粒子在瞬时圆周运动，由于一个有效的磁场。此外，我们实现了降噪技术和目前的有效性估计的方法。最后，我们进行了严格的比较辐射反应的机制，并发现发射的能量是在很好的协议使用辐射反应计算的损失。
2015-12-11 physics.plasm-ph
Thermodynamics of photons in relativistic $e^+e^-γ$ plasmas
研究了$e^+e^-γ$等离子体中光子气体的热力学和光谱性质。与等离子体频率截止相关的光子的有限有效质量的影响自洽地包括在内。在超相对论等离子体中，光子谱是普适的，温度归一化等离子体频率截止是一个与等离子体参数无关的基本常数。这种普适性在非相对论性等离子体中不成立。
1999-02-17 astro-ph cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
3D woodpile structure tunable plasma photonic crystal
设计、模拟和实验表征了一种三维木堆结构可调谐等离子体光子晶体，工作于电磁波谱的S-X波段。测量结果证实，电磁响应是丰富的动态。通过对木堆等离子体柱的特性进行单独放电控制来实现光子晶体的可重构性，为更好地解决布拉格模式和局部表面等离子体模式之间的相互作用提供了前所未有的机会，这些模式在较低频率的光谱中占据主导地位。实验和模拟都揭示了通过Fano共振耦合布拉格和表面等离子体模式的证据。
2018-10-03 physics.app-ph physics.plasm-ph
Quasi-monoenergetic femtosecond photon sources from Thomson Scattering using laser plasma accelerators and plasma channels
窄带宽、高能量光子源可以通过激光从高能电子的汤姆逊散射产生，并且需要对相互作用进行详细控制以产生高质量源。我们提出了分析计算的能量角谱和光子产率参数化的电子和激光束参数的影响，使源设计。这些计算，结合数值模拟，被施加到使用传统的散射在真空中的源和方法，用于改善通过激光波导或等离子体通道的源进行评估。我们发现，光子通量可以大大增加，通过使用等离子体通道引导激光在相互作用过程中。相反，我们表明，要产生给定数量的光子，所需的激光能量可以通过使用等离子体通道减少一个数量级。此外，我们表明，等离子体可以用作一个紧凑的束流转储，其中的电子束在短距离内减速，从而大大减少辐射屏蔽。现实的实验误差，如横向抖动定量示出是可以容忍的。提供了能够执行核共振荧光和光裂变的源的设计的实例。
2014-06-06 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Transparency of an instantaneously created electron-positron-photon plasma
相对论性等离子体在小体积内释放大量能量时产生的膨胀问题已被许多作者考虑过。我们使用Bisnovatyi-Kogan和Murzina（1995）的球对称相对论展开的解析解。得到了电子-正电子-光子等离子体的光变曲线和透明态光谱。我们将我们的结果与Goodman（1986）的工作进行了比较。
2014-01-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Entangled two-photon absorption for the continuous generation of excited state populations in plasma
本研究提出利用纠缠双光子吸收技术，以低强度连续波激光在等离子体中连续驱动激发态布居，实现高带宽局部等离子体参数测量，并阐述了相关机制与验证计划。
2024-09-12 physics.plasm-ph quant-ph
Statistical theory of photon gas in plasma
用统计物理方法研究了光子-等离子体系统的物理性质。光子在介质中产生有效质量，因此--作为有限化学势的结果--光子玻色-爱因斯坦凝聚可以通过将相关参数（温度、光子密度和等离子体密度）之一调整到临界状态来实现。由于等离子体的存在，黑体辐射的普朗克定律也被修改，在等离子体频率以下出现一个间隙，其中相干辐射的凝聚峰出现在临界系统中。这与最近的光学微腔实验是一致的，这些实验旨在开发基于光子凝聚的相干光源。目前的研究也有望在其他物理领域，如天文学和等离子体物理的应用。
2020-02-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Bose-Einstein condensation of photons in microcavity plasmas
该研究探究等离子体填充微腔内有限光子的玻色-爱因斯坦凝聚，推导考虑康普顿散射热化的光子模式占据演化方程，数值验证在适配微等离子体技术的参数下存在凝聚，且临界温度与光子数近似线性、凝聚分数较高。
2023-04-06 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Producing entangled photon pairs and quantum squeezed states in plasmas
本文提出利用等离子体中的相对论四波混频产生偏振纠缠光子对，并通过将泵浦失谐设为两倍等离子体频率来增强相互作用，从而产生强双模压缩态，同时抑制拉曼散射噪声以保持压缩幅度。
2025-01-06 physics.plasm-ph quant-ph
Photon plasma--wave interaction via Compton scattering
本文将无吸收和无发射时由于康普顿效应引起的光子动力学演化的Kompaneets理论推广到Vlasov等离子体波振荡的情况。假设在平衡状态下的电子分布函数是扰动的线性化伏拉索夫方程的长波长限制的解决方案，Kompaneets动力学方程的光子分布函数的解决方案被发现和讨论。
2015-11-25 nlin.CD physics.plasm-ph
Bose-Einstein condensation of photons in a plasma
我们研究了等离子体中光子的玻色-爱因斯坦凝聚，其中包括横向光子和等离子体激元的情况。考虑相对论各向同性等离子体中光子和等离子体激元模的四波混频过程，确定了最低阶的耦合常数。我们进一步表明，光子凝聚是可能的，在一个无界的等离子体，因为与其他光学介质相比，等离子体引入一个有效的光子质量。这保证了有限的化学势和临界温度的存在，这是计算横向光子和等离子体激元。通过考虑四波混频过程，我们导出了凝聚体中光子之间的相互作用。我们还研究了凝聚态光子和等离子体激元气体的元激发（或Bogoliubov模），并确定了各自的色散关系。最后，我们讨论了光子凝聚的动力学通过等离子体中的光子和电子之间的逆康普顿散射。
2017-04-20 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Photons, phonons, and plasmons with orbital angular momentum in plasmas
研究了非磁化均匀等离子体复杂介质中具有轨道角动量的精确本征模。发现了三种具有OAM的精确本征模式，即，光子声子和等离子体激元结果表明，在没有OAM的情况下，一个OAM光子可以被两个常见的贝塞尔模激发。对于声子和等离子体激元，它们的OAM由电子和离子携带。等离子体中的OAM模及其特性可以在等离子体物理和加速器物理中得到各种潜在的应用。
2016-08-07 physics.acc-ph physics.plasm-ph quant-ph
Oblique photons, plasmons, and current-plasmons in relativistic plasmas and their topological implications
本文建立显式协变理论并结合 Wigner 小群方法，揭示相对论等离子体中的光子与等离激元均为斜波，预言电流等离激元，并阐明其 Dirac–Weyl 拓扑及相对论透明性不存在。
2025-01-10 hep-th physics.optics physics.plasm-ph
Photon Accelerator in Magnetized Electron-Ion Plasma
ELI Beamlines Facility, The Extreme Light Infrastructure ERIC（极亮基础设施欧洲研究组织 ELI 光束线设施）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology (QST)（量子与辐射科学和技术研究所）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）；Gerard Mourou Center for Ultrafast Optical Science, University of Michigan（密歇根大学杰拉德·穆鲁超快光学科学中心）
研究强磁场环境下等离子体中光子加速机制，揭示磁场对电磁波频率增益的增强效应
2026-02-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Kinetics of Photon Radiation off an e-e+ Plasma created from the Vacuum in a Strong Laser Field
本文研究了在强亚临界激光场中由真空产生的电子-正电子准粒子等离子体（EPP）中的单光子湮灭机制。动力学理论的基础上，我们表明，二次光子的辐射光谱成比例的1/k（闪烁噪声）。这种效应对于光谱中的EPP激发是非常小的，但是在伽马射线区域中可以达到相当可观察的值。
2010-06-06 hep-ph physics.plasm-ph
Density of states effects on emission and scattering of photons in plasmas
等离子体支持频率高于等离子体频率的电磁波传播，但其特征在于介电常数小于1。该性质导致光子态密度（DOS）低于真空中的光子态密度，并且应该导致亚自然的光谱线宽、热辐射的亚普朗克光谱、亚瑞利散射以及包括拉曼散射在内的较低的非弹性光子散射。兰姆位移也将被改变，尽管在这种情况下，高能模式的决定性贡献使得光子DOS效应相当小，因为等离子体DOS在无限频率的极限下与真空DOS收敛。我们强调所有这些现象的基本特征，尽管在许多实际实验中，与其他因素相比，修正的绝对值可能显得很小。我们发现，耗散损耗使可能的DOS效应变小，虽然没有消失，另外还带来了无限增长的DOS在低频极限。
2023-03-20 physics.optics physics.plasm-ph
Deciphering in situ electron dynamics of ultrarelativistic plasma via polarization pattern of emitted gamma photons
对超相对论等离子体动力学的理解和解释是一个挑战，这就要求发展\textit{in situ}探测等离子体动力学特性的方法。提出了一种利用圆极化脉冲辐照非预极化等离子体产生的$γ$ -光子的极化特性的新方法。我们表明，$γ$ -光子线偏振的角模式是明确相关的辐射电子的动力学，这提供了信息的激光等离子体相互作用制度。利用电子辐射自旋翻转产生的$γ$ -光子圆极化，测量了等离子体对量子电动力学过程的敏感性。我们的研究表明，发射的$γ$ -光子的偏振信号可以是一个通用的信息源，这将是有益的研究领域的激光驱动等离子体，加速器科学和实验室天体物理。
2022-04-30 astro-ph.HE physics.acc-ph physics.app-ph
Photon cluster excitation mechanism in an e-e+ plasma created from vacuum by a strong electromagnetic field
在非微扰动力学理论的低密度近似下，研究了电子-正电子等离子体（EPP）在外加单色“激光”电场作用下的真空产生，重点研究了多光子过程.我们详细分析了EPP激发的光子团簇机制的作用，并表明，这种机制起着主导作用的情况下，当一个大的光子数从外场水库参加的能隙的击穿。我们得到了这种近似下的分布函数，并讨论了它的性质。
2012-12-15 hep-ph physics.plasm-ph
Resonant four-photon scattering of collinear laser pulses in plasma
等离子体中电磁波的经典色散定律禁止了共线平面激光脉冲的精确四光子共振。我们在这里表明，由一个任意小的相对论性电子非线性产生的重整化消除了这一禁令。在共线共振四光子散射中，激光频移随激光强度的增加而增加。对于频率比电子等离子体频率大得多的激光脉冲，偏移也可以比等离子体频率大得多，甚至在仍然很小的相对论性电子非线性下几乎是输入激光频率的两倍。这可以实现非常高频率和功率的宽范围可调谐激光器。由于四光子散射不依赖于朗缪尔波，朗缪尔波对等离子体均匀性非常敏感，因此这种激光器也能够在比基于等离子体中受激拉曼散射的激光器大得多的等离子体不均匀性下工作。
2020-12-07 nlin.PS physics.flu-dyn physics.optics
Towards Megajoule X-ray Lasers via Relativistic 4-Photon Cascade in Plasma
一个非常有效的机制，在高激光强度和功率下工作，被确定为将巨大的激光能量光谱转移到较短的紫外和X射线波长。由于目前在近光波长处可以获得兆焦耳激光能量，这种转移将使兆焦耳X射线激光成为可能，这是对现在产生的毫焦耳X射线脉冲的巨大进步。
2019-09-03 physics.optics physics.plasm-ph
No cosmological constraints on dark photon dark matter from resonant conversion: Impact of nonlinear plasma dynamics
该研究通过粒子网格模拟证明，早期宇宙中暗光子共振转换为朗缪尔波会因等离子体非线性而饱和，从而否定了相关暗光子暗物质约束，使其减弱3000至10^7倍。
2025-10-15 astro-ph.CO hep-ph physics.plasm-ph
Avalanche Photon Cooling by Induced Compton Scattering: Higher-Order Kompaneets Equation
感生康普顿散射（ICS）是强电磁辐射与等离子体之间的相互作用，其中ICS将能量从光子转移到等离子体。虽然ICS对于实验室实验中的激光等离子体相互作用和脉冲星风等离子体中传播的射电辐射很重要，但光子冷却过程的细节还没有被理解。问题是，当ICS占主导地位时，光子谱的演化被描述为非线性对流方程，这使得光子谱是多值的。在这里，我们提出了一种新的方法来处理ICS影响的光子谱的演变。从高阶Kompaneets方程出发，我们找到了一个新的方程，解决了光子谱的非物理行为。此外，我们找到了稳态解析解，这是线性稳定的。我们还成功地模拟了光子谱的演化没有人工粘性。我们发现，光子通过ICS快速失去能量，并在频率空间中连续形成孤立子结构。孤立子结构具有相同的宽度，其特征在于电子温度。从光子到等离子体的能量转移对于更宽的光子光谱更有效，例如在天体物理情况下所预期的。
2015-05-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Photon Orbital Angular Momentum and Mass in a Plasma Vortex
我们分析了安德森-希格斯机制的光子质量收购等离子体和研究的贡献，从轨道角动量获得的一束光子时，它穿过空间结构的电荷分布的质量。为此，我们应用Proca-麦克斯韦方程组在一个静态等离子体与一个特定的空间分布的自由电荷，特别是等离子体涡旋，这是能够施加轨道角动量（OAM）到光。除了传统的安德森-希格斯机制的质量收购，我们发现，光子收购一个额外的质量从OAM和这个质量减少Proca光子质量。
2010-05-18 astro-ph.IM physics.class-ph physics.optics
Thermal reaction processes in a relativistic QED plasma drop
在给定的能量含量下，研究了热平衡和化学平衡的$e^+e^-γ$等离子体液滴的平衡尺寸和温度极限。要使等离子体达到平衡，它必须对电子和光子的相互作用不透明。通过比较等离子体尺寸与平均自由电子和光子路径来确定不透明条件。我们计算这些路径使用热洛伦兹不变的反应速率对生产和电子（正电子）和光子散射。相应的等离子体温度和大小的范围进行了数值计算。考虑到能量和尺寸，我们发现不透明和平衡的等离子体液滴是可以实验实现的。
2010-03-01 hep-th physics.plasm-ph
Attosecond Nonlinear Quantum Electrodynamics in Laser-Driven Plasmas via Two-Photon Synchrotron Emission
Princeton University（普林斯顿大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
研究通过激光驱动等离子体中的双光子同步辐射，探索阿秒尺度的非线性量子电动力学现象，提出基于精细结构常数和洛伦兹因子的速率表达式，为分析复杂激光-等离子体相互作用提供指导。
2026-04-22 physics.plasm-ph quant-ph
Photon conversion to axions and dark photons in magnetized plasmas: a finite-temperature field theory approach
本文提出有限温度场论框架，通过 $3\ imes3$ 混合矩阵描述磁化各向异性等离子体中光子与轴子、暗光子的模式耦合，并给出长波极限下响应张量推导及简正模式解析近似，为系统研究等离子体各向异性对 BSM 粒子产生的影响奠定基础。
2024-10-18 astro-ph.HE hep-ph physics.plasm-ph
A laser-plasma platform for photon-photon physics
我们描述了一个用于光子-光子碰撞实验的激光等离子体平台，以测量基本的量子电动力学过程，如用真实光子的线性Breit-Wheeler过程。该平台是使用卢瑟福阿普尔顿实验室的双子座激光设施开发的。激光尾场加速器和韧致辐射加速器用于产生具有数百MeV能量的准直光子束，其与由激光加热的等离子体靶产生的keV X射线光子碰撞。为了检测由光子-光子碰撞产生的粒子对，已经开发了一种磁传输系统，该系统将粒子对引导到基于闪烁的和混合硅像素单粒子探测器上。我们目前的调试结果从一个实验活动，使用这个激光等离子体平台的光子-光子物理，演示成功产生的两个光子源，表征的磁传输系统和校准的单粒子探测器，并讨论了该平台的可行性Breit-Wheeler过程的观察。该平台的设计也将作为强场量子电动力学过程的研究基础，如非线性Breit-Wheeler和三叉戟过程，或最终光子-光子散射。
2021-07-05 hep-ex physics.acc-ph physics.plasm-ph
Nonlinear Dynamics of Incoherent Superstrong Radiation in a Plasma
提出了等离子体中非相干超强辐射的非线性动力学的新概念。最近，我们已经公开了通过纵向光子的交换在光子和密集光子束之间建立平衡的新机制（Tsintsadze 2004 Phys. Plasmas 11，855）。基于这种“康普顿”散射机制，我们推广了稠密光子气体的Wigner-Moyal方程，其中包括光子占据数的碰撞积分。在几何光学近似下，Wigner-Moyal型方程简化为光子气体的单粒子Vlasov-Boltzmann方程。从这个方程，它给出了光子气体的微观描述，我们推导出一组流体方程，并考虑数值的三维冲击波的形成。
2006-11-22 astro-ph physics.gen-ph physics.optics
Complete reflection of nonlinear electromagnetic waves in underdense pair plasmas enabled by dynamically formed Bragg-like structures
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Purdue University（普渡大学）
研究通过动力学模拟显示，非线性电磁波可使原本透明的等离子体完全反射，核心方法是利用动态形成的布拉格结构消除电荷分离电场。
2026-04-26 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Self-absorption of synchrotron radiation in a laser-irradiated plasma
等离子体表面的电子被强度超过$10^{23}~\mathrm{W}\mathrm{cm}^{-2}$的激光照射后会被强烈加速，从而发出同步辐射的脉冲。虽然在等离子体表面的高光子和电子密度以及电磁场强度的组合使得粒子-粒子相互作用成为可能，但是这些相互作用通常在高强度区域的模拟中被忽略。在这里，我们演示了两个这样的过程：光子吸收和受激发射的实施。我们表明，对于不透明的激光等离子体，光子吸收将导致完全耗尽的同步光子光谱的多keV区域，除非由受激发射补偿。我们的结果激发了对强电磁场中QED现象的密度依赖性的进一步研究。
2021-05-11 hep-ph physics.plasm-ph
Pion and muon production in electron-positron photon plasma
本文研究了温度为$T\ll m_μ, m_π$的相对论电子-正电子-光子等离子体中π介子和μ介子的产生和平衡。我们认为，观察π介子和μ介子可以作为一种诊断工具，在研究这种等离子体的初始性质形成的强激光场。反之，μ介子和π介子在热环境中的性质也可以进行精确的实验研究。
2008-05-28 hep-ph nucl-ex nucl-th
Thermalization of a nonequilibrium electron-positron-photon plasma
本文从非平衡组态出发，分析了均匀各向同性电子-正电子-光子等离子体中正、逆二元和三元相互作用在达到渐近热平衡中的重要作用。我们专注于0.1- 10 MeV范围内的能量。我们数值积分的积分-偏微分相对论玻尔兹曼方程与精确的QED碰撞积分考虑到所有的二元和三元相互作用的等离子体。我们表明，第一，当细致平衡达到所有的二元相互作用的时间尺度$t_{k}\lesssim10^{-14}$秒，光子和电子-正电子对建立动力学平衡。接着，当三重相互作用在时间尺度$t_{eq}\lesssim10^{-12}$ sec上实现细致平衡时，等离子体达到热平衡。结果表明，忽略逆三重相互作用，防止达到热平衡。我们的结果在理论物理领域也发现在天体物理学和宇宙学的应用。
2007-07-22 astro-ph gr-qc physics.plasm-ph
Storming Majorana's Tower with OAM states of light in a plasma
我们扩展的质量和自旋角动量之间的关系，描述的玻色子谱的正定质量粒子的Majorana解决方案的狄拉克方程，光子，获得一个有效的Proca质量通过安德森-希格斯机制时，他们在等离子体中传播。在早期的论文中，我们表明，如果等离子体是结构化的，它可以赋予轨道角动量（OAM）的光子，减少总Proca光子质量。在这里，我们表明，通过概括的马约拉纳的解决方案，在等离子体中的OAM光子不能承担负平方质量状态。这意味着存在与量子引力或广义相对论模型的有趣类比，涉及洛伦兹群的修改作用量。
2011-11-24 gr-qc physics.plasm-ph quant-ph
Photon Phase-Space Dynamics in a Plasma Wakefield Accelerator
University of Michigan（密歇根大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究等离子体谐振加速器中光子相空间动力学，揭示光子加速可产生亚飞秒短波长辐射的新方法。
2025-12-09 math-ph math.MP physics.optics
Electron-Positron Plasma Generation in a Magnetar Magnetosphere
本文研究了磁星-中子星的磁层中的电子-正电子等离子体产生过程，磁星-中子星具有强的表面磁场，B = 10^（14）- 10^（15）G。我们表明，光子分裂在一个磁场，这是有效的在大的场强，不会导致抑制等离子体倍增，但表现在一个高极化的伽玛射线光子。高磁场强度不会引起同步加速器光子产生的第二代粒子。然而，磁星磁层中曲率光子产生的第一代粒子的密度可以超过普通射电望远镜磁层中相同粒子的密度。等离子体产生效率低只能归因于缓慢的磁星旋转，这导致产生的粒子的能量范围变窄。我们在P-Pdot图中发现了一个边界，它定义了磁星磁层中等离子体产生的阈值。
2010-12-27 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
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
Multi-photon stimulated grasers assisted by laser-plasma interactions
本研究从理论上提出激光-等离子体相互作用辅助的多光子受激γ射线放大方案，规避γ射线激光器困境，验证多光子过程截面优势与带宽调控作用，可依托ELI-NP等多PW激光装置推进研发。
2024-04-15 nucl-th physics.optics physics.plasm-ph
