Optimization of Schwinger pair production in colliding laser pulses
最近的研究表明，施温格对生产的渐近粒子谱是非常敏感的外电场分布。我们扩展的想法，动态辅助Schwinger效应从单脉冲轮廓更现实的领域配置中产生的全光学实验搜索对创建。我们使用量子动力学的方法来研究粒子的生产，并采用多启动方法，结合最优控制理论，以确定一组参数的粒子产量在动量空间中的前进方向是最大化的。我们认为，这种策略可以用来增强信号的对生产在一个给定的检测器在实验设置。
2014-09-28 hep-ph quant-ph
Enhanced quantum radiation with flying-focus laser pulses
针对强激光场中电子发射光子的过程，研究表明用等能量飞焦激光脉冲（焦点与电子共传播）替代固定聚焦脉冲，可显著提升量子区域的电子能量损失与光子产额，且其优势源于相互作用时间更有利的标度关系，模拟验证了该结论。
2025-11-13 hep-ph
Does Schwinger's value for the current of created pairs gets modified for long and strong enough pulse?
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
研究探讨了在长且强的脉冲下施温格值对产生对数电流预测的修改条件。
2026-01-19 hep-ph hep-th
Generation of quasi-monoenergetic positron beams in chirped laser fields
高能光子在与强激光脉冲碰撞时会通过非线性Breit-Wheeler过程衰变为电子-正电子对。在激光脉冲作用下，由于粒子有效质量的变化，产生的粒子的能谱变宽。对激光脉冲施加适当的啁啾可以使所产生的电子和正电子的能量分布变窄。我们提出了一个方案，其中高能电子束与啁啾激光脉冲碰撞，产生准单能$γ$ -光子束，然后在第二啁啾，紫外脉冲衰减，产生准单能源的高能电子和正电子。
2021-02-03 hep-ph
Effect of super-Gaussian pulse shape on pair production in chirped electric field with spatial inhomogeneity
Northwest Normal University（西北师范大学）；Lanzhou Jiaotong University（兰州交通大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）；Beijing Academy of Science and Technology（北京科学院）
研究超高斯脉冲形状对空间不均匀啁啾电场中粒子对产生的影响，用狄拉克-海森堡-维格纳形式理论，发现随超高斯包络指数变化，动量谱有明显变化，粒子总产量增加，可为提高真空对产生率优化外场提供理论指导。
2026-07-16 hep-ph
Testing the collectivity in large and small colliding systems with test particles
本文提出了一种测试粒子方法来研究大、小型重离子碰撞系统中集体流建立和发展的输运动力学。我们把测试粒子乘客到部分子介质中创建的金$+$金midcentral碰撞在$\sqrt{s_{NN}}$ = 200 GeV和$p$ $+$铅中心碰撞在$\sqrt{s_{NN}}$ = 5.02 TeV，使用多相输运模型。借助两个极端情况下的实验粒子，我们证明了部分子碰撞在大小碰撞系统集体性的建立和发展中的重要作用。末态部分子碰撞建立的集体性在大碰撞系统中比小碰撞系统中强得多。由于小碰撞系统中的部分子碰撞较少，所以初始态的集体性在小碰撞系统中比在大碰撞系统中更容易持续或存活。我们的研究为理解BNL相对论重离子对撞机和CERN大型强子对撞机上大小碰撞系统集体性的起源提供了一种新的方法。
2022-12-19 hep-ph nucl-ex nucl-th
Three-pulse photon-photon scattering
计算了三束激光脉冲碰撞中真实的光子-光子散射信号。以上海相干光源极光站的目标参数为例，考虑了两种情况：i）三个光脉冲的碰撞; ii）XFEL与两个光脉冲的碰撞。虽然在实验上更难执行，我们发现，碰撞三个激光脉冲提供了一定的优势，在检测散射光子分离其频率，动量和偏振的背景。
2018-05-09 hep-ph physics.optics
Strong field effects in laser pulses: the Wigner formalism
我们研究强场真空效应使用相空间方法的基础上维格纳形式主义。利用波前场论，精确计算了强零场背景下的维格纳函数。维格纳函数表现出强场QED的独特功能：特别是我们确定在激光脉冲的有效质量，将其与众所周知的质量移动周期性平面波和识别信号的多光子吸收和发射。最后，我们展示了如何扩展我们的结果来描述真空对碰撞激光脉冲的生产。
2011-04-01 hep-ph hep-th
Breit-Wheeler Process in Intense Short Laser Pulses
利用$S$矩阵方法计算了激光与非激光光子碰撞中电子-正电子对的能量-角分布。激光场被建模为有限脉冲，类似于我们最近的论文中在康普顿散射的背景下引入的公式[Phys.Rev.A { \bf 85}，062102（2012）]。在这里被认为是对创建的非微扰制度。所产生的粒子的能谱进行了比较，使用调制平面波近似的驱动激光场获得相应的光谱。在这两种情况下观察到非常好的一致性，只要激光脉冲足够长。对于短脉冲持续时间，该一致性被打破。对生产的驱动脉冲的偏振的敏感性也进行了研究。我们表明，在非微扰制度，对创建产量依赖于脉冲的偏振，达到最大值的线性偏振。因此，我们专注于这个案子。具体地说，我们分析了对创建的激光脉冲和非激光光子的线性偏振的相对配置的依赖。最后，我们研究了载波包络相位对所产生粒子的角分布的影响，提出了相位控制对产生过程的可能性。
2012-09-11 hep-ph
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
Probing nonperturbative QED with optimally focused laser pulses
我们研究非微扰对生产的强烈，聚焦激光场称为电子偶极脉冲。我们解决所需的条件，如真空的质量，达到高强度，而不启动光束耗尽级联，可以创建的对的数量，和实验检测所创建的对。我们发现，e-偶极脉冲提供了一个最佳的方法来调查非微扰QED。
2013-07-26 hep-ph physics.plasm-ph
Longitudinal Momentum Spectra of pair created in a pulsed field at finite times: Are Oscillations "Real"
本文利用单粒子含时Dirac方程精确解和量子动力学理论（QKT），研究了脉冲电场中正负电子对的产生机制，发现有限时间下的纵向动量谱中普遍存在反映量子干涉效应的振荡结构。
2025-07-10 hep-ph quant-ph
Enhanced pair production in multi-pulse trains electric fields with oscillation
通过求解量子 Vlasov 方程，研究振荡多脉冲序列电场中脉冲数和相对相位对粒子对产生的影响，发现振荡结构使粒子数密度提升超一个数量级，并揭示了动量谱单色性、相位非线性依赖及数密度随脉冲数满足指数5.342的幂律。
2023-12-31 hep-ph physics.optics
X-ray photon scattering at a focused high-intensity laser pulse
研究了任意模式组成的近轴拉盖尔-高斯光束与聚焦强激光脉冲正面碰撞中的X射线光子散射。对于碰撞激光场的偏振矢量的适当选择的相对取向，这引起真空双折射效应，其表现为偏振翻转的信号光子。在这篇文章中，XFEL被假定为适度地聚焦到比高强度激光束更大的腰部。如前所述的一个基本的傍轴高斯光束的特殊情况下，这种情况下，一般伴随着一个散射现象的X射线能量信号光子外的XFEL光束的前锥，潜在的帮助检测的效果在实验中。在这里，我们研究的命运下的X射线散射信号的高强度泵的横向焦点分布的示例性变形。
2019-06-23 hep-ph physics.optics
Collapse and revival of electromagnetic cascades in focused intense laser pulses
研究了高能电子束与两束反向传输的飞秒激光脉冲的相互作用。非线性康普顿散射和发射光子产生的电子-正电子对导致电磁“非线性”级联的发展，然而由于次级粒子的能量损失，该级联相当快地崩溃。然而，激光场加速了聚焦区中捕获的低能电子和正电子，从而引起另一种类型（“雪崩型”）的电磁级联的发展。在电子束能量为几个GeV量级、碰撞激光脉冲强度为$10^{24}$ W/cm $^2$的情况下，可以观察到级联崩溃和恢复的这种效应。这意味着它可以很容易地观察到在新的激光设施，无论是计划在不久的将来，或已经在建设中。建议的实验装置提供了最现实的和有前途的方式来观察“雪崩型”级联。
2014-07-24 hep-ph physics.plasm-ph
Scattering of a twisted electron wavepacket by a finite laser pulse
在相对论量子力学中研究了扭转电子与线偏振激光脉冲碰撞的行为。为了更好地拟合实验条件，我们引入了高斯型的初始电子态空间分布和激光脉冲的包络函数，使得两个相互作用的物体沿激光传播方向具有有限的尺寸。对于这种设置，我们分析了各种可观察到的电子状态的量的动态：概率密度，角动量，和空间坐标的平均值。结果表明，扭转波包的运动可以准确地描述平均在经典的轨迹与各种方向的横向动量分量。另一方面，全量子模拟表明，当激光脉冲具有非零电场区域时，电子的总角动量在相互作用后仍然存在，从而导致横截面上的波包环结构发生显著的畸变.
2022-05-31 hep-ph quant-ph
New class of violation of local constant field approximation in intense crossed laser pulse scenarios
一般认为，在超强激光场中，当强场参数$ξ$大于1时，电子辐射可用局域恒场近似（LCFA）来描述。我们讨论了这一猜想的失败，考虑辐射的超相对论电子与强反向传播的激光波相互作用。从LCFA的偏差，特别是在高频域中，示出发生，甚至在$ξ\gg 1$，因为在轨迹中的一个额外的小的时间尺度的外观。此外，我们确定了一类新的LCFA破坏，当辐射形成长度变得小于一个通过LCFA。它的特点是频谱宽而平滑，而不是谐波结构。在电子与超短激光脉冲碰撞的情况下也证明了类似的现象。激光等离子体动力学模拟的相关性进行了讨论。
2020-03-13 hep-ph physics.plasm-ph
Comparative study of nonperturbative electron-positron pair production by intense laser fields colliding with either bremsstrahlung $γ$-rays or relativistic ions
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）
该研究对比了强激光场与轫致辐射γ射线、相对论离子碰撞产生非微扰正负电子对的过程，发现合适参数下二者总速率物理性质相近，可利用前者实验模拟后者。
2026-08-20 hep-ph physics.atom-ph
Dynamical Schwinger effect: Properties of the $e^{+}e^{-}$ plasma created from vacuum in strong laser fields
本文研究了真空中正负电子等离子体在最简单的线偏振、时间相关和空间均匀的电场“激光脉冲”作用下的动力学Schwinger效应。本研究的方法基础是动力学方程，它是所考虑的场模型中QED运动基本方程的精确结果。本文研究了剩余正负电子等离子体的一些特性及其形成的瞬态过程。
2014-12-19 hep-ph physics.plasm-ph
Strong-Field Breit-Wheeler Pair Production in Short Laser Pulses: Identifying Multiphoton Interference and Carrier-Envelope-Phase Effects
在激光修饰的量子电动力学框架下，研究了强激光脉冲作用下强场Breit-Wheeler过程产生正负电子对的过程。关于在多光子制度的激光场参数，特别注意的是所创建的粒子，它可以通过一个直观的模型再现和解释的能谱。该模型是基于由激光脉冲的光谱分量驱动的多光子事件的概率。它允许，特别是，以识别不同的对生产通道，表现出对激光载波包络相位的特性依赖之间的干扰。
2016-03-31 hep-ph physics.atom-ph
Spirals, vortices, and helicity entanglements in dynamical Sauter-Schwinger pair creation
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院理论物理研究所）
通过求解Dirac方程并考虑Feynman边界条件，研究了均匀时变电场中电子-正电子对的螺旋度相关性，揭示了螺旋度纠缠和电场载波包络相位对动量分布中拓扑结构（螺旋和涡旋）的影响。
2025-07-11 hep-ph quant-ph
J/Psi production in nuclear collisions: measuring the transport coefficient
在RHIC的重离子碰撞中，所观察到的J/Psi的核效应的pT依赖性可能看起来令人困惑，因为核抑制似乎在大pT时消失。我们解释了这三种机制的相互作用：（i）J/Psi的衰减产生的热介质中的核碰撞;（ii）初始状态的粲夸克的阴影和衰减的c-cbar偶极子传播通过碰撞的核;（iii）一个强大的克罗宁效应J/Psi所造成的胶子在碰撞的核饱和。所有这三种效应都得到了很好的控制，并以无参数的方式计算，除了传输系数q_0-hat表征介质。这是调整的J/Psi数据，并发现是在良好的协议与pQCD预测，但超过一个数量级小于从喷流淬火数据中提取的能量损失的情况下。
2010-06-15 hep-ph nucl-ex nucl-th
Pulse shape effects on the electron-positron pair production in strong laser fields
研究了具有子循环结构的强线偏振激光场作用下的电子对产生过程。用非微扰数值方法研究了不同包络形状的激光脉冲。我们分析了两种不同的“平坦”包络形状和两种形状没有高原的各种参数，包括载波包络相位。研究了共振拉比振荡、产生粒子的动量分布和粒子对总数。结果表明，所有这些特性是非常敏感的脉冲形状。
2017-03-19 hep-ph hep-th physics.atom-ph
Quantum statistics effect in Schwinger pair production in short laser pulses
研究了两束具有亚周期结构的超短激光脉冲在对向传输的聚焦区真空中产生的非微扰对效应（Schwinger效应）。我们使用量子动力学公式计算产生的粒子的动量谱，并显示极端的敏感性，激光频率$ω$，脉冲长度$τ$和载波包络绝对相位$ϕ$。我们应用这种形式主义的费米子和玻色子来说明量子统计在这种类型的电背景场的影响。
2009-10-23 hep-ph hep-th physics.optics
Momentum signatures for Schwinger pair production in short laser pulses with a sub-cycle structure
本文研究了在非微扰状态下，具有亚周期结构的短脉冲激光从真空中产生的电子-正电子对（Schwinger对）。我们使用的非平衡量子动力学的方法，并表明，所创建的电子-正电子对的动量谱是非常敏感的子周期动力学-取决于激光频率$ω$，脉冲长度$τ$，和载波相位$ϕ$ -并显示出几个独特的新签名。这一观察不仅有助于设计激光脉冲以优化Schwinger对产生的实验特征，而且最终导致在极短时间尺度上对光脉冲的新探测。
2009-04-20 hep-ph hep-th physics.optics
Entropy Suppression through Quantum Interference in Electric Pulses
强电场中的施温格过程产生了纠缠在一起的粒子和反粒子。粒子和反粒子之间的纠缠熵已经被发现等于所产生系统的统计吉布斯熵。本文研究了电脉冲序列中的量子干涉效应，证明了量子干涉抑制了所产生的量子态的纠缠熵。这可能与量子增强的经典通信有关。我们的结果可以推广到各种各样的二能级量子系统。
2022-11-23 hep-ph hep-th nucl-th
