Stochasticity effects in quantum radiation reaction
当超相对论电子束与足够强的激光脉冲碰撞时，辐射反应效应可以强烈地改变束动力学。在经典电动力学领域，辐射反应对电子束具有有益的影响，因为它倾向于减少其能量扩散。在这里，我们表明，当量子效应变得重要时，辐射反应引起相反的效应，即，电子束在与激光脉冲相互作用之后展开。我们确定了光子发射的内在随机性，这在全量子制度成为实质性的这种相反的趋势的物理起源。我们的数值模拟表明，预测的随机性的影响，可以测量已经与目前可用的激光器和电子加速器。
2013-01-23 physics.plasm-ph
From quantum to classical modelling of radiation reaction: a focus on the radiation spectrum
很快可用的多拍瓦超高强度（UHI）激光器将使我们能够探测高振幅电磁场与超相对论电子束或热等离子体在所谓的适度量子机制中相互作用。高能光子发射对辐射电子动力学的反作用的正确建模，也称为辐射反应，在这个制度是一个关键点的城市热岛物理。这将导致两个验证的理论预测在激光粒子相互作用过程中发射的光子光谱和高能光子源的产生。在本文中，我们详细分析了这种排放使用最近开发的模型来考虑辐射反应。我们展示了如何预测的光谱可以链接到一个减少的描述的电子分布函数的第一能量矩。的时间演化的频谱进行了讨论，以及参数的量子效应诱导硬化的频谱。
2018-02-08 physics.plasm-ph
Effect of radiation-reaction on charged particle dynamics in a focused electromagnetic wave
利用Hartemann-Luhmann运动方程研究了辐射反作用力对强聚焦光波中带电粒子动力学的影响。研究发现，无论初始条件如何选择，辐射反作用力都会使带电粒子穿过聚焦区，从而增强粒子从强光波中获得的前向能量。该结果与在不存在辐射反作用力的情况下得出的公知结果形成鲜明对比，其中对于某些初始条件，粒子从聚焦光波的高强度区域反射，从而损失向前的能量。这些结果与用Landau-Lifshitz运动方程得到的结果也是一致的，这些结果与目前的带电粒子激光直接加速方案有关。
2021-12-15 physics.plasm-ph
Stabilization of Radiation Reaction with Vacuum Polarization
从H. A. Lorentz在1906年提出的模型之后，许多作者都试图重新表述这个模型。P. A. M.狄拉克在1938年导出了相对论经典电子模型，现在称为洛伦兹-亚伯拉罕-狄拉克模型。但是这个模型有很大的困难的失控的解决方案。最近，这个方程已经成为重要的超强激光-电子（等离子体）相互作用。对于该研究领域的模拟，希望稳定该辐射反应模型。在本文中，我们将讨论这种能力的辐射反应与真空极化。（英文）Progress of Theoretical and Experimental Physics（PTEP）
2014-01-25 physics.plasm-ph
Spin-one-half particles in strong electromagnetic fields: spin effects and radiation reaction
强电磁场中的电子动力学常采用各种经典的电子模型，包括自旋自由度。我们表明，不同的模型可以导致不同的，甚至是矛盾的预测，自旋自由度如何修改电子的轨道运动时，电子在强电磁场中移动。这种差异是植根于模型的特定的能量依赖性的自旋诱导Stern-Gerlach力作用于electron. Frenkel模型和经典的Foldy-Wouthuysen模型进行了比较，在非相对论和相对论的限制，以确定这些经典模型作出不同的预测参数制度。这允许对这些模型进行实验测试。在Stern-Gerlach力的影响变得相关的参数制度中的超强激光装置中，预计辐射反应效应也会出现。我们将经典的辐射反应通过朗道-Lifshitz方程，并表明，虽然辐射反应的影响可以有显着的电子轨迹的影响，Frenkel模型和经典的Foldy-Wouthuysen模型仍然是可区分的，如果辐射反应的影响被考虑在内。我们的计算也适用于验证电子和其他自旋为1/2的粒子的辐射反应的Landau-Lifshitz方程。
2017-04-03 physics.plasm-ph
Radiation reaction induced spiral attractors in ultra-intense colliding laser beams
利用线性化理论研究了辐射反应对电子在对向传播圆偏振激光束中动力学的影响，所得结果与数值解吻合较好。首次用线性稳定性理论分析了电子相空间中不动点的性质，指出如果考虑经典辐射反应，中心节点将成为吸引子。电子动力学的显着影响的性质的不动点和电子相空间密度被发现是指数增加附近的吸引子。密度增长率的理论推导和粒子模拟进一步验证，这可以在实验中检测到定性探索辐射反应的影响。该吸引子还可以通过调节碰撞激光频率来实现一系列纳米尺度的飞行电子切片。
2016-11-08 physics.plasm-ph
Radiation Reaction Effects on Electron Nonlinear Dynamics and Ion Acceleration in Laser-solid Interaction
采用解析方法和二维（2D 3 P）粒子模拟方法研究了超强激光脉冲与薄等离子体箔相互作用中的辐射反应（RR）效应。结果表明，辐射反作用力导致电子冷却，电子和离子的空间聚束增加。一个完全相对论性的动力学方程，包括RR效应进行了讨论，它表明，RR导致可用相空间体积的收缩。我们的PIC模拟结果与动力学理论的预测定性一致。
2010-11-25 physics.plasm-ph
Radiation reaction effects on particle dynamics in intense counterpropagating laser pulses
本文用PIC模拟研究对向传播圆偏振激光脉冲中辐射反作用导致电子脱陷并反转离子排出方向的现象，给出参数判据并提出实验验证方案。
2025-10-20 physics.plasm-ph
Guiding-center transformation of the radiation-reaction force in a nonuniform magnetic field
本文给出了在非均匀磁场中运动的经典点电荷的辐射-反作用力的导引中心变换。只要带电粒子的回转半径远小于磁场不均匀长度尺度，这种变换就成立，从而证明了导引中心李变换法的适用性。从辐射-反作用力中消去陀螺运动时间尺度，是用[A. J.Brizard，Phys.Plasmas 11 4429（2004）]，其中它用于从Fokker-Planck碰撞算子中消除快速回转运动。这里提出的形式适用于带电粒子在行星磁场中的运动，以及在磁约束聚变等离子体中，相应的所谓的同步辐射可以被检测到。引导中心辐射-反作用力的应用包括复杂磁场中带电粒子轨道的追踪，以及当由于辐射引起的能量和动量损失起重要作用时等离子体的动力学描述，例如，用于托卡马克中的逃逸电子动力学。
2015-03-26 physics.plasm-ph
Radiative deflection by spin effect in the quantum radiation-reaction regime
超相对论电子与超强激光脉冲的碰撞是验证强场QED物理的有力手段。通过考虑激光与电子碰撞过程中与自旋相关的辐射反应，我们发现了不同自旋态的电子的反对称偏转。我们揭示了这种偏转是由辐射反作用力在半周期相位内沿场极化方向所作的非零功引起的，该非零功对自旋反电子较大，而对自旋反电子较小.由于振荡的磁场，电子在磁场上的自旋投影在相邻的半周期中被反转，因此由于自旋相关辐射引起的偏转被累积而不是消失。新机制为强场QED体系中通过测量反对称分布来观察量子辐射反应效应提供了额外的维度。
2019-01-30 physics.plasm-ph
Quantum radiation reaction in head-on laser-electron beam interaction
本文研究了电子束与不同强度的激光脉冲相互作用时的能散和发散度的演化，其中量子效应和辐射反应是相关的。的相互作用与QED-PIC代码建模和结果进行了比较与标准的PIC代码与一个经典的辐射反应模块和理论预测。经典的辐射反应是一个连续的过程，而在量子电动力学中，辐射发射是随机的。当发射光子的能量小于发射电子的能量时，这两个图像在极限上一致。经典辐射反应使电子分布函数的能散趋于减小，而随机QED辐射又使能散增大，这两种趋势在QED主导区相互竞争。我们的分析，QED模块的支持下，揭示了一个上限，由于随机性，取决于激光强度和电子束的平均能量的最大可达到的能量扩展。超过这个极限，能量扩散减小。这些发现被验证为不同的激光脉冲长度范围从短~ 30 fs脉冲目前提供的长~ 150 fs脉冲预计在不久的将来的激光设施，并与理论模型进行比较。我们的结果还表明，不久的将来的实验将能够探测这种转变，并证明增强QED诱导的能量扩展和经典辐射反应的能谱窄化之间的竞争。
2016-10-06 physics.plasm-ph
Detecting Quantum Stochastic Effects in Radiation Reaction via Laser-Produced Surface QED Plasmas
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
提出用超强激光照射V形等离子体腔，通过表面波与电子束碰撞触发辐射反作用，利用三维PIC模拟发现量子随机模型在偏转电子束中保留高能成分，形成可观测的角谱特征。
2026-06-28 physics.plasm-ph
On the electrodynamic model of ultra-relativistic laser-plasma interactions caused by radiation reaction effects
本文提出了一个简单的电动力学模型，用以描述考虑辐射反应效应时，自洽超相对论激光与等离子体相互作用中的等离子体场结构。本文对圆偏振激光与等离子体相互作用进行了精确分析。我们定义的基本符号，如非线性介电常数，有质动力和耗散力作用在等离子体。计算了超相对论相互作用过程中产生的等离子体场结构。基于这些解决方案，我们表明，约50%的激光能量可以转换为γ射线的激光箔相互作用的最佳条件。
2013-09-23 physics.plasm-ph
Radiation Reaction Effects in Cascade Scattering of Intense, Tightly Focused Laser Pulses by Relativistic Electrons
在经典近似下，考虑辐射阻尼，对强激光脉冲与相对论电子的非线性级联散射进行了数值研究，量子参数hwx射线/E<1，辐射参数Kai为任意值。由于电子能量的损失以及有质动力对电子的侧向散射，使得在高能量下，强激光场附近的散射几乎不可能发生。使用的第二，共同传播的激光脉冲作为助推器，以解决这个问题。
2013-08-06 physics.plasm-ph
Radiation Reaction in High-Intensity Fields
在P. A. M.狄拉克在1938年提出的辐射反应模型中，许多作者都试图重新表述这种所谓的辐射反应。最近，这种效应在超强激光-电子（等离子体）相互作用中变得重要。在我们最近的研究中，我们发现了利用QED真空涨落稳定辐射反应的方法[PTEP 2014，043 A01（2014），PTEP 2015，023 A01（2015）]。另一方面，当激光强度高于1022 W/cm 2时，应考虑高强度入射激光场对辐射场的修改，这可以通过下一代超短脉冲10 PW激光器来实现，例如正在建设的ELI-NP设施。本文在Dirac模型的基础上，提出了用运行电荷-质量方法来描述高强度外场作用下的QED同步辐射，并利用QED真空涨落来稳定QED真空涨落。
2015-08-26 physics.plasm-ph
Radiation Reaction Effect on Laser Driven Auto-Resonant Particle Acceleration
利用Landau-Lifshitz运动方程研究了辐射反作用力对激光驱动自共振粒子加速方案的影响。这些研究是在静态轴向磁场存在下，对线性和圆偏振激光场进行的。从参数的研究，辐射反应占主导地位的区域已被确定，其中粒子动力学的影响很大，由这个力。在辐射反应占主导地位的区域，可以看到对粒子动力学的两个显着影响，即，(1)初始共振粒子的能量增益饱和，（2）由于共振加宽引起的初始非共振粒子的净能量增益。它已被进一步表明，与最佳选择的参数，该方案可以有效地用于产生电子的能量在数百TeV的范围内。对Landu-Lifshitz运动方程的量子修正也被考虑在内。量子修正的和经典的Landu-Lifshitz方程的粒子的能量增益估计的差异被发现是微不足道的，以及即将到来的激光设施。
2015-07-16 physics.plasm-ph
Global constant field approximation for radiation reaction in collision of high-intensity laser pulse with electron beam
在激光-电子束正面相互作用中，由于辐射反应，即光子的发射，电子能量会降低。对于10- 100 ~fs的激光脉冲和达到光生对阈值的激光场，我们可以把电子束看作是通过恒定的磁场来计算电子和光子的光谱。这个恒定场的强度和相互作用时间被发现作为激光场的振幅和持续时间的函数。与交变激光场的情况相比，采用恒定场近似可以使辐射反应随机性的理论分析简单得多，而且，它可以使电子和光子谱的数值计算比粒子模拟便宜得多。
2019-06-27 physics.plasm-ph
Realising Single-Shot Measurements of Quantum Radiation Reaction in High-Intensity Lasers
高强度激光脉冲和高能电子束之间的碰撞现在被用来测量光-物质相互作用的经典和量子机制之间的转变。然而，激光尾流场加速电子束的能谱可能从一次发射到另一次发射显著波动，使得难以清楚地辨别例如辐射反应中的量子效应。在这里，我们将展示如何在一次激光射击中完成这一过程。毫米级的预碰撞漂移允许电子束扩展到比激光焦斑更大的尺寸，并在横向位置和角发散之间建立相关性。与以前的研究相比，这意味着对光束能量发散光谱的测量可以自动区分光束中击中或错过激光焦斑的成分，从而进行和不进行辐射反应。
2018-04-20 physics.plasm-ph
On the entropy of radiation reaction
越来越强大的激光系统的不可阻挡的发展重新点燃了人们对电磁辐射反应及其对带电物质与强电磁场相互作用的集体行为的重要性的兴趣。点电子上的经典辐射反作用力是非保守的，这使得一些作者质疑用于模拟包括辐射反应在内的超强激光-物质相互作用的方法的有效性。我们解释为什么这种担心是没有道理的。
2013-10-22 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Aspects of electromagnetic radiation reaction in strong fields
随着激光技术的发展，对辐射反应现象的实验研究终于成为一个现实的前景。介绍了电磁辐射反应的教学方法，重点介绍了超强激光驱动的物质。单粒子，多粒子，经典和量子方面都得到了解决。
2014-09-26 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Radiation reaction effects on ion acceleration in laser foil interaction
采用解析模型和多维粒子模拟方法研究了激光箔相互作用中辐射反应对离子加速的影响。我们发现，在1022 W= cm ~ 2的激光强度下，由于静电分离场，一些电子向后移动的区域中，辐射效应是重要的。辐射反应往往会阻碍这些向后的运动。在光学透明区，考虑辐射效应后，离子加速增强。
2009-09-28 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Analytical Infrared Limit of Nonlinear Thomson Scattering Including Radiation Reaction
如果电荷被足够强的电磁场加速，则电荷发射的辐射对电荷动力学（辐射反应）的影响不可忽略。在这里，我们表明，经典的辐射反应的影响改变定性和定量的红外光谱的电子发出的强烈的电磁平面波（非线性汤姆逊散射）的存在下的行为。本文给出了一个包含辐射-反应效应的非线性汤姆逊散射红外极限的解析表达式，该表达式适用于任意平面波。除了它们本身的概念重要性和经典辐射反应的签名，这些结果提供了强场QED在强平面波中的相应的和未知的精确红外行为的极限表达式。
2018-06-22 hep-ph physics.plasm-ph
Exact solutions in radiation reaction and the radiation-free direction
我们提出了新的精确解的Landau-Lifshitz和高阶Landau-Lifshitz方程描述粒子运动，辐射反应，在强电磁场。通过这些解决方案和其他人，我们比较了不同的方程的情况下的约束的“无辐射方向”（RFD）的唯象预测。我们确认分析在几种情况下，粒子轨道预测的朗道-Lifshitz方程确实接近RFD在极端强度，并给出时间分辨信号的辐射光谱中的这种行为。
2022-03-22 hep-ph physics.plasm-ph
Robust signatures of quantum radiation reaction in focused ultrashort laser pulses
在量子辐射占优的情况下，研究了电子聚束与超强聚焦超短激光脉冲相互作用中的辐射反应效应。角分辨康普顿散射光谱计算在激光脉冲的可变持续时间使用半经典描述的辐射为主的动力学和一个完整的量子处理的发射辐射。依赖于激光脉冲的持续时间，我们发现量子辐射反应的辐射光谱，这是特征的聚焦激光束和可见的定性行为的角度扩展和光谱带宽的辐射光谱中的签名。该签名相对于电子和激光束参数在大范围内的变化是鲁棒的。它们在性质上完全不同于经典辐射反应体系中的那些，并且可以用目前可用的激光技术测量。
2014-05-16 physics.plasm-ph quant-ph
One-fluid equations of general relativistic two-fluid plasma with the Landau-Lifshitz radiation reaction force in curved space
将辐射反作用力引入弯曲空间中的双流体等离子体中，得到了一组包含Landau-Lifshitz辐射反作用力的单流体广义相对论磁流体力学（GRMHD）方程。本文分析了作用于天体物理致密天体周围等离子体的辐射反应的重要性。
2019-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Resummation of quantum radiation reaction and induced polarization
在以前的文章中，我们提出了一种基于近似的研究电子在平面波电磁场中辐射反应的新方法。本文用这种方法研究了用$a_0=1$不能用标准定域常场方法计算的圆极化单色场的电子动量期望值。我们还发现，辐射反应有显着的影响，与无辐射反应的结果相比，即Sokolov-Ternov公式的恒定场，或零结果的圆形单色场。我们还研究了Abraham-Lorentz-Dirac方程的Borel-Padé解。
2021-05-05 hep-ph physics.plasm-ph
Quantum radiation reaction: from interference to incoherence
研究了不同能量和强度下激光-电子相互作用中的量子辐射反应。使用一个完全量子的方法，也正好占强激光脉冲对电子运动的影响，我们确定特别是一个政权，其中辐射反应是由量子干涉为主。我们发现签名的量子辐射反应的电子光谱中，没有经典的模拟，不能被捕获的非相干近似通常用于高强度制度。这些特征可以用目前可用的激光和加速器技术测量。
2016-01-30 hep-ph physics.plasm-ph
Strong signatures of radiation reaction below the radiation dominated regime
在一个新的机制下研究了辐射反应（RR）对电子与强激光正面碰撞的多光子汤姆逊散射的影响，在该机制下，激光脉冲平均传递给电子的动量近似补偿了初始准备的动量.这种平衡被证明是远比以前研究的情况下更敏感的RR的影响。因此，RR可以实验研究与目前可用的激光系统和广泛讨论的基本理论方程成为可测试的第一次。
2009-06-26 physics.class-ph physics.plasm-ph
Radiation Reaction in Quantum Vacuum
从H. A.在1906年Lorentz提出的辐射反应模型中，许多作者试图重新表述这个模型，并将其命名为“辐射反应”。P. A. M.狄拉克在1938年导出了相对论经典电子模型，现在称为洛伦兹-亚伯拉罕-狄拉克模型。但是这个模型有很大的困难的失控的解决方案。最近，这个方程已经成为重要的超强激光-电子（等离子体）相互作用。因此，期望稳定该辐射反应的模型以用于估计。通过最近的研究，我发现了量子真空中辐射反应的稳定模型。这使我们得到更新的弗莱彻-密立根的电荷质量比，包括辐射，de/dm，导出为第四阶张量测量。本文将讨论量子真空中光子-光子散射的辐射反应模型的最新进展和运动方程的能力。
2014-11-02 hep-th physics.plasm-ph
Investigation of classical radiation reaction with aligned crystals
经典辐射反应是加速的电荷发射的电磁场对电荷自身运动的影响。自洽的基本经典运动方程，包括辐射反应的影响，朗道-Lifshitz方程，从来没有被实验测试，尽管第一个理论治疗的辐射反应已经开发了一个多世纪前。在这里，我们表明，经典的辐射反应的影响，特别是那些由于近电磁场，预测的朗道-Lifshitz方程，可以测量的原则上使用目前可用的设施，在能量发射光谱的$30\text{-}\text{GeV}$电子穿越$0.55$ - $\text{mm}$厚金刚石晶体的轴向沟道制度。我们的理论结果表明建议设置的可行性，例如，在欧洲核子研究中心次级束区（SBA）的光束线。
2016-12-13 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Detecting radiation reaction at moderate laser intensities
我们提出了一种新的方法来检测受到中等强度和长持续时间激光脉冲的粒子运动中的辐射反应效应。对于那些通过与激光脉冲的相互作用几乎没有获得能量的粒子来说，这种效应变得相当大。
2013-10-01 physics.class-ph physics.plasm-ph
Novel aspects of radiation reaction in the classical and the quantum regime
本工作致力于在经典和量子电动力学框架下研究辐射反应特征。由于迄今为止还没有明确的辐射反应及其基本方程的实验验证，预计其对新实验装置的构建具有重大影响，例如，量子x-自由电子激光，辐射反应效应的深刻理解是特别感兴趣的。在这里，我们描述了量子辐射反应效应的包含如何改变与强激光脉冲碰撞的超相对论电子束的动力学显着。此后，如果除了单光子发射之外还考虑更高阶的光子发射，则发射辐射的角分布在量子框架中被证明会发生强烈改变。此外，在等离子体中的超强激光脉冲的受激拉曼散射的检查和前向拉曼散射被发现显着增加列入辐射反应的影响在经典制度。在这项工作中的数值模拟表明，目前可用的激光和电子加速器的预测效果的实验验证的可行性。
2014-01-13 hep-ph physics.plasm-ph
Radiation reaction in electron-beam interactions with high-intensity lasers
被电磁场加速的带电粒子发出辐射，由于动量守恒，辐射必须对发射粒子产生反冲。这种反冲力被称为辐射反应，强烈地影响了超相对论电子在强电磁场中的动力学。这种环境在天体物理学中存在，例如在中子星磁层中，并将在下一代高强度激光设施的激光物质实验中创造。在许多这样的情况下，辐射的单个光子的能量可以与发射粒子的能量相当，这不仅需要对辐射反应进行建模，而且需要对量子辐射反应进行建模。在世界范围内发展的多拍瓦激光系统的大型设施，并期望他们将创建聚焦电磁场与前所未有的强度$> 10^{23}~\mathrm{W}\text{cm}^{-2}$，激发了新的兴趣，这些影响。在本文中，我回顾了理论和实验的进展，了解辐射反应，和量子效应相同的，在高强度的激光场，探测与超相对论电子束。特别是，我们将讨论分析和数值方法如何深入了解新的辐射反应诱导动力学，以及如何在现有的激光设施的实验中探索相同的物理。
2020-03-30 hep-ph physics.plasm-ph
One-fluid relativistic magnetohydrodynamics equations for a two-fluid plasma with the Landau-Lifshitz radiation reaction force
在考虑辐射反作用力的情况下，基于相对论二流体等离子体，导出了一组考虑Landau-Lifshitz辐射反作用力的单流体相对论磁流体动力学方程.这些方程可用于等离子体运动的时空尺度足够大的情况。
2018-10-23 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Classical Radiation Reaction in Red-Shifted Harmonics
本文研究有限电磁平面波与电子在Landau-Lifshitz辐射反作用力下的碰撞，推导局部单色近似并计算能谱与横向动量谱，揭示谐波特征红移现象，并提出预测谐波边缘移动的简单公式，为实验验证辐射反作用提供依据。
2023-05-23 hep-ph physics.class-ph physics.plasm-ph
Radiation reaction effects in relativistic plasmas -- the electrostatic limit
我们研究了静电等离子体波的演化，使用相对论性的Vlasov方程扩展的Landau-Lifshitz辐射反应，占由于发射单粒子拉莫尔辐射的反反应。特别地，朗缪尔波阻尼被计算为波数、初始温度和初始电场振幅的函数。此外，背景分布函数在此过程中损失了能量，我们计算了冷却速率作为初始温度和初始波幅的函数。最后，我们研究了波阻尼和背景冷却的相对大小如何随初始参数而变化。特别是，它被发现，与背景冷却相关的能量损失的相对贡献随着初始波振幅缓慢下降。
2022-11-11 hep-ph physics.plasm-ph
Measuring quantum radiation reaction in laser--electron-beam collisions
今天的高强度激光设备产生短脉冲，在紧聚焦时，可以达到$10^{22}\,\mathrm{Wcm}^{-2}$的峰值强度，在长聚焦时，尾场加速电子到GeV能量。辐射反应为主的制度，其中从随机光子发射的反冲变得显着，可以达到这样的电子束与强烈的短脉冲的碰撞。测量伽马射线中发射的总能量或电子束碰撞后能谱中显著耗尽区的存在将提供辐射反应的强有力证据，前提是有足够的电子穿透最高激光强度的区域。为实现这一目标所需的时间的准确性的约束给出了正面碰撞。
2015-05-15 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Radiation reaction-dominated regime of wakefield acceleration
本文研究了电子在等离子体尾流场中的横向振荡所产生的辐射-反作用力对电子加速的影响。辐射反应的经典和强量子电动力学（QED）的限制。对于恒定的加速力，我们表明，振幅的振荡的QED参数$χ$在辐射占主导地位的制度，达到平衡值仅由加速场的大小，而平均过感应加速振荡辐射反作用力饱和的值小于加速力，因此是无法防止无限加速。我们找到的参数的电子束和等离子体加速器，达到这样的制度是可能的。我们还研究了在加速过程中的失相和相应的加速力的变化的影响，并得出结论，辐射主导的制度是实现在单级加速与缓慢的失相（通常对应于聚束驱动的等离子体加速器）和多级加速与快速的失相（对应于使用激光驱动的加速器）的情况下。
2021-09-10 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Electron-beam dynamics in a strong laser field including quantum radiation reaction
在强场QED框架下研究了电子束与强平面波场正面碰撞的演化过程，其中考虑了光子辐射引起的辐射反应效应。采用动力学的方法来描述的电子和光子的分布，它示出，在一个给定的总激光能量密度的最终电子分布取决于激光包络的形状和脉冲持续时间，在对比辐射反应的经典预测的基础上的Landau-Lifshitz方程。最后，它是研究如何对创建过程中导致的非线性耦合演化的电子束中，所产生的带电粒子，和所发射的光子。
2014-08-06 hep-ph physics.plasm-ph
Radiation reaction cooling as a source of anisotropic momentum distributions with inverted populations
本研究聚焦强电磁场与辐射反作用下无碰撞等离子体的动量分布特性，解析推导强磁场中等离子体环形动量分布的形成时间尺度，并经粒子模拟验证，揭示该分布的动力学不稳定性可引发相干辐射，对天体物理和实验室等离子体研究具有意义。
2023-03-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Experimental evidence of radiation reaction in the collision of a high-intensity laser pulse with a laser-wakefield accelerated electron beam
强电磁场中高能粒子的动力学可能会受到加速过程中辐射发射产生的能量损失（称为辐射反应）的严重影响。当与高能电子束相互作用时，今天的激光足够强，可以探索经典和量子辐射反应机制之间的转变。本文报道了由激光尾场加速产生的超相对论电子束（$\varepsilon > 500$ MeV）与强激光脉冲（$a_0 > 10$）碰撞中的辐射反应。我们测量碰撞后的电子光谱中的能量损失，这是与检测到的信号的硬光子（$γ$ -射线），与辐射反应的量子（随机）描述一致。所产生的$γ$射线具有最高的能量，但从全光学逆康普顿散射计划报告，与临界能量$\varepsilon_{\rm crit} > $ 30兆电子伏。
2018-01-04 hep-ph physics.plasm-ph
Quantum radiation reaction in laser-electron beam collisions
利用现有的高强度激光装置，实现高能电子的量子辐射反应机制是可能的。使用尾场加速器将GeV电子驱动到反向传播的激光脉冲中的实验将证明量子同步辐射的随机性质引起的高能光子产额的增加：我们表明，$10^9$ 1 GeV电子束与强度为$10^{22}~\text{Wcm}^{-2}$的30 fs激光脉冲碰撞将发射能量大于700 MeV的6300个光子，$60\times$经典理论预测的数字。
2015-03-03 hep-th physics.plasm-ph
Analytical solutions for quantum radiation reaction in high-intensity lasers
本文通过量子参数微扰展开，首次给出电子束与脉冲平面电磁波碰撞中量子辐射反作用力下能量分布均值和方差的解析解，覆盖GeV级电子束和激光振幅a0≤200的实验相关参数范围。
2024-02-07 hep-ph physics.plasm-ph
Experimental Evidence of Quantum Radiation Reaction in Aligned Crystals
辐射反应是带电粒子发出的电磁场对粒子本身动力学的影响。在这里，我们报告实验辐射发射光谱从超相对论正电子在硅的制度，量子和辐射反应效应占主导地位的正电子的动力学。我们发现，每个正电子发射多个光子，其能量与其自身能量相当，揭示了量子光子反冲的重要性。此外，发射光谱的形状表明，光子发射发生在一个非线性制度，其中正电子吸收几个量子从晶体场。我们的理论分析表明，只有一个完整的量子理论的辐射反应是能够解释的实验结果，与辐射反应效应所产生的反冲过程中的多光子发射的正电子。这个实验是量子电动力学在一个新领域的第一个基本测试，在这个新领域中，带电粒子的动力学不仅由外部电磁场决定，而且还由电荷本身产生的辐射场决定。将来在同一条线上进行的实验，原则上也将能够阐明有关元电荷附近电磁场结构的基本问题。
2017-06-21 hep-ex hep-ph physics.plasm-ph
Probing the transition from classical to quantum radiation reaction in relativistic plasma
本文研究相对论等离子体中经典辐射反作用力向量子机制的转变，发现量子结果随$χ$参数增加而偏离经典结果，且偏差依赖于等离子体密度与温度。
2025-06-27 hep-ph hep-th physics.plasm-ph
Radiation reaction measurements via single-shot energy-loss determination in high-intensity laser-electron collisions
Helmholtz Institute Jena（耶拿亥姆霍兹研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI重离子研究中心有限公司）；Institute of Optics and Quantum Electronics（光学与量子电子学研究所）
研究通过特定实验几何结构在高强度激光-电子碰撞中直接单次测量辐射反应能量损失，利用90度散射几何结构同时测碰撞前后电子束光谱，推导相关表达式并经数值模拟证明方案可行。
2026-07-15 hep-ph physics.plasm-ph
Radiation back-reaction in relativistically strong and QED-strong laser fields
分析了相对论强激光脉冲场中电子的辐射。在脉冲强度为\ge 10^{22} W/cm ^2时，只要电子能量足够高：E \ge 1 GeV，反向传播电子的发射就会受到量子电动力学（QED）效应的影响。首次从QED原理导出了电子所受的辐射力，并将其适用范围向QED强场扩展。
2009-10-22 physics.class-ph physics.plasm-ph
Radiation reaction in strong fields from an alternative perspective
现有的经典辐射反应理论存在“逃逸解”和违背因果关系等缺陷。由洛伦兹、亚伯拉罕和狄拉克引入的精确方程的朗道-利夫希茨近似被广泛使用，尽管关于其有效性的问题仍然存在。本文基于Ford和O 'Connell首先提出的一个方程，探讨了辐射电子运动的另一种处理方法。找到了该方程的解偏离Landau-Lifshitz解的一般条件。通过探索辐射反应对粒子与超强激光脉冲碰撞的影响，我们表明，这两种方法存在显着偏差的制度永远无法达到现有或拟议的激光设施。将研究单粒子与强激光脉冲相互作用的方法推广到描述粒子束与各种实际激光脉冲的相互作用。我们发现，相互作用导致的平均动量和相对动量传播的减少。然而，这种减少似乎与脉冲的长度无关，只取决于脉冲中的能量，而不管它是如何分布的。本文研究了电子被高电荷重核散射时的辐射反应效应。辐射反应被认为会影响粒子的运动。我们发现福特-奥康奈尔方程和朗道-利夫希茨方程的预测之间存在明显的差异，尽管在量子效应很重要的情况下。
2014-08-19 hep-ph physics.plasm-ph
Accurate numerical simulation of radiation reaction effects in strong electromagnetic fields
Landau-Lifshitz方程提供了一种有效的方法来解释辐射反应的影响，而无需获得Lorentz-Abraham-Dirac方程的典型非物理解。为了控制辐射粒子的能量和动量，我们求解了协变四矢量形式的Landau-Lifshitz方程。我们的研究表明，隐式时间对称配置方法的龙格-库塔-Nyström类型的优越的精度和更好地保持质量壳条件比他们的显式同行。我们进行了广泛的研究，数值精度比较的朗道-Lifshitz方程的解析解和数值解。最后，我们给出了粒子被聚焦激光脉冲散射的模拟结果。由于辐射反应，与忽略辐射反应的情况相比，粒子更不能够穿透到聚焦区域中。我们的研究结果是重要的设计未来的实验与高强度的激光场。
2014-01-30 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Coherent radiation reaction effects in laser-vacuum acceleration of electron bunches
分析了相干增强辐射反应对亚波长电子束团与强激光相互作用中运动的影响。辐射反作用力表现为激光束方向上的辐射压力，与垂直方向上的粘性力相结合。由于电子束团的库仑膨胀，相干辐射反应效应只发生在束团小于波长的初始阶段。结果表明，这个初始阶段可以有可观察到的效果上的束的轨迹。通过将系统缩放到更大的聚束电荷，这些效应可以增加到这样的程度，即它们可以抑制通常在有质动力加速方案中发现的径向不稳定性，从而使激光真空电子聚束加速到GeV能量的全部潜力成为可能。
2010-04-04 physics.acc-ph physics.atm-clus physics.class-ph
Novel Signatures of Radiation Reaction in Electron-Laser Sidescattering
本研究针对电子束与强激光90度侧向碰撞场景，解析推导结合3D蒙特卡洛模拟，发现辐射反应会使电子向束轴偏转的新特征，验证其可被现有激光技术观测，并探讨间接观测激光消耗的可能。
2024-05-29 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
Quantum radiation reaction spectrum of electrons in plane waves
本文推导了平面波中高能电子量子辐射反应动量谱的方程，用累积函数表述，并揭示其与矩方程的关系及格林函数本质，从而无需指定初始波包即可研究动力学。
2023-10-15 hep-ph hep-th physics.plasm-ph
Radiation reaction on a Brownian scalar electron in high-intensity fields
相对论性电子的辐射反应是至关重要的，因为用极高强度的激光束来检验这种“量子性”的实验很快就成为可能。然而，有一个基本的数学探索，将任何激光轮廓应用于激光聚焦和叠加，超出了平面波通常方法的Furry图片。为了给出$q(χ)$的明显含义，不存在关于辐射过程的量子度因子。因此，为了解决上述问题，我们提出了随机量子化的经典辐射反应模型的任何激光场的轮廓，通过建设的相对论布朗运动学与标量电子的动力学和麦克斯韦方程与电流的布朗量子。这是相对论性布朗量子与Nelson随机量子化场之间耦合系统的首次提出。因此，我们也可以从麦克斯韦方程导出辐射场。这为我们提供了这样一个事实，即QED产生的$q(χ)$被认为是存在概率的$\mathscr{P}(\varOmega_τ^{\mathrm{ave}})$，使得标量电子停留在其平均轨道上。
2018-03-19 hep-th math-ph math.MP
