Plasma harmonic generation for highly efficient Breit-Wheeler pair creation
本文提出利用等离子体谐波与 GeV 光子束碰撞，显著提高 Breit-Wheeler 对产生产额，并利用场不对称性实现高达 60% 的自旋极化。
2023-05-14 hep-ph
Strong-field Breit-Wheeler pair production in $\mathrm{QED}_{2+1}$
研究了$2+1$维时空中Breit-Wheeler对的产生过程。在微扰制度，非零率在能量阈值时，发现奇数个光子参加的反应。这种行为被理解为降维的直接结果，并且类似于在有间隙的石墨烯单层中做出的相应预测。在非微扰强场制度的维度的影响表现在一个不同的速率依赖于量子非线性参数。根据微扰理论的适用性，简要讨论了这种偏差的后果。我们认为，除了量子非线性参数的大值，在$2+1$维时空中的量子电动力学的superrenormalisable字符可能会导致在某些能量尺度的微扰理论的崩溃。
2021-03-03 hep-ph
Nonlinear Breit-Wheeler pair production in a tightly focused laser beam
研究强激光场中的QED过程的唯一可用的分析框架系统地依赖于将后者近似为平面波。然而，现实的高强度激光束具有比平面波复杂得多的时空结构。在这里，我们显示了一个分析框架的可行性调查强场QED过程中的激光束的任意时空结构，通过确定的能量谱的正电子产生通过非线性Breit-Wheeler对生产作为背景场的函数，在现实的假设，入射光子的能量是最大的动力学能量的问题。角分辨正电子光谱的数值评估显示出显着的定量差异，相对于类似的结果在平面波，这样，目前的结果也将是重要的，为即将到来的强激光设施的设计，旨在测量这一过程。
2016-11-16 hep-ph
Breit-Wheeler process in very short electromagnetic pulses
广义Breit-Wheeler过程，即$e^+e^-$对的发射离开通过偏振短脉冲电磁波（例如，激光）波场的分析。我们表明，生产概率是由两个动力学效应的相互作用。第一个与脉冲的形状和持续时间有关，第二个是$e^\pm$与强电磁场相互作用的非线性动力学。第一种效应在弱场区表现得最为明显，在弱场区，小场强被有限时空区域内电磁场的快速变化所补偿，这增强了少光子事件，并且与无限长脉冲相比，可以将产生概率提高几个数量级。因此，短脉冲可以被认为是一个强大的放大器。多光子Breit-Wheeler机制中的非线性动力学在大场强下起决定性作用，其中脉冲形状和持续时间的影响不太重要。在过渡制度中，必须同时考虑到这两种影响。我们提供了合适的表达式的$e^+e^-$生产概率的运动区域，可用于运输代码。
2013-03-26 hep-ph
Strong-field Breit-Wheeler pair production with bremsstrahlung gamma-rays in the perturbative-to-nonperturbative transition regime
本文研究了韧致辐射γ射线通过强激光时光生电子-正电子对。通过计算在一定激光强度范围内产生的粒子的能量和角分布，分析了韧致辐射的宽频谱对微扰和非微扰相互作用过渡区过程性质的影响。特别是，我们证明了一个连续的转变过程中的韧致辐射频率的主要贡献的间隔，并表示特征签名的激光打扮粒子质量。
2022-02-02 hep-ph
Nonlinear Breit-Wheeler pair creation with bremsstrahlung $γ$ rays
当高能光子穿过足够强度的电磁场时，通过Breit-Wheeler过程产生电子-正电子对。在这里，我们考虑一个可能的实验几何观察对创建的高度非线性制度，其中韧致辐射的超相对论电子束中的高- $Z$目标是用来产生$γ$射线碰撞与反向传播的激光脉冲。我们展示了如何选择目标厚度来优化Breit-Wheeler正电子的产率，并通过模拟材料和激光脉冲中的级联来验证我们的分析预测。所需的电子束能量和激光强度完全在当今高强度激光设施的能力范围内。
2018-02-19 hep-ph physics.plasm-ph
Thermal Pair Production from Photon-Photon Collision: Breit-Wheeler Process at Finite Temperature
本文在热场动力学框架下研究了热背景中通过Breit-Wheeler过程产生粒子对的现象，计算了微分截面的热贡献，并得到了适用于任意温度的简单截面表达式以分析其热行为。
2023-11-22 hep-ph hep-th
Laser assisted Breit-Wheeler and Schwinger processes
分析了强激光脉冲对XFEL场中Breit-Wheeler和Schwinger过程产生正负电子对的辅助作用。激光束对高能光子与XFEL光子碰撞的影响在于Breit-Wheeler子过程中出现的对的相空间重新分布。我们提供了数值例子的微分截面的参数相关的欧洲XFEL。类似地，Schwinger型对生产在脉冲场与振荡组件指的是叠加的光学激光和XFEL频率进行评估。所产生的对的剩余相空间分布对脉冲形状敏感，并且可能与瞬时实现的模式占用显著不同。
2016-04-01 hep-ph physics.atom-ph
Nonlinear Breit-Wheeler process in the collision of a photon with two plane waves
分析了探测光子与同向传播的低频和高频电磁波碰撞产生正负电子对的非线性Breit-Wheeler过程。计算了探测光子与两个平面波或其中一个平面波碰撞产生对的非线性Breit-Wheeler过程中产生对的几率和产生对的谱。这两种情况的差异进行了讨论。在两波情形下，我们清楚地表明了Breit-Wheeler对产生的可能性，同时光子发射到低频波和高的多光子现象：（1）除了从高频波吸收一个光子外，还通过从低频波吸收探测光子和大量光子产生Breit-Wheeler对;（ii）通过从高频波吸收探测光子和一个光子，同时向低频波发射大量光子，产生布赖特-惠勒对。在单波情况下，光子发射到波中的现象不会发生。与单波情形相比，在双波情形下，高多光子过程的贡献大大增强。本文给出的结果显示了一种可能的方法，即使在$10^{18}~\rm{W/cm^2}$量级的激光束强度下，也可以观察到Breit-Wheeler对产生中的光子发射到波中的现象和高多光子现象。
2014-07-30 hep-ph physics.atom-ph
Non-linear Breit-Wheeler process in short laser double-pulses
在QED框架下研究了探测光子穿越两个连续的短脉冲和超短脉冲（亚周期）产生的非线性（强场）Breit-Wheeler $e^+e^-$对.脉冲的时间形状和它们之间的距离对于作为出射电子（正电子）的方位角分布的函数的微分截面是必不可少的。所发现的明显的方位各向异性的影响是重要的子周期脉冲，并迅速减少的宽度增加的个人脉冲。
2018-07-12 hep-ph physics.plasm-ph
Signatures of linear Breit-Wheeler pair production in polarized $γγ$ collisions
激光驱动的高亮度可控偏振$γ$光子源为设计紧凑型$γγ$对撞机开辟了道路，它可以在Single Shot中获得大量的线性Breit-Wheeler（LBW）对，从而为偏振LBW过程的研究提供了机会。在这项工作中，我们研究的极化特性的LBW对生产通过我们开发的自旋分辨的二元碰撞模拟方法。$γ$ -光子的偏振改变了散射粒子的运动学，导致LBW对的相关能量-角位移，LBW对的偏振特性取决于散射粒子的螺旋度构型.我们的方法证实，偏振$γγ$对撞机与非对称设置可以进行与目前可实现的激光设施，以产生丰富的偏振LBW对，满足偏振测量的检测功率。对偏振LBW过程的精确认识有利于偏振$γγ$对撞机的定标和监测，并可能增加高能天体中$γ$ -光子的不透明度，加剧某些观测结果与标准模型的不一致性。
2021-11-27 hep-ph
Mapping the Electromagnetic Fields of Heavy-Ion Collisions with the Breit-Wheeler Process
超相对论性重离子碰撞预计将产生已知宇宙中最强的电磁场。这些高度洛伦兹收缩的场可以表现为线性偏振的准实光子，它们可以通过Breit-Wheeler过程相互作用产生轻子反轻子对。产生的双轻子的能量和动量分布携带有关碰撞场强度和空间分布的信息。最近的研究表明，来自这些场的光子甚至可以在具有强子重叠的重离子碰撞中相互作用，从而提供了对产生的介质的纯电磁探测。本文综述了利用Breit-Wheeler过程测量重离子碰撞中产生的超强电磁场的最新理论进展和实验进展。
2021-10-07 hep-ph nucl-ex
The generation of high-energy electron-positron pairs during the Breit-Wheeler resonant process in a strong field of an X-ray electromagnetic wave
本文在强X射线电磁波场中研究了Breit-Wheeler共振过程产生高能电子-正电子对，导出了反应通道A和B的共振微分截面解析公式，发现随特征能量降低共振截面急剧增加并远超非共振截面。
2023-07-30 hep-ph physics.plasm-ph
Spin and polarisation dependent LCFA rates for nonlinear Compton and Breit-Wheeler processes
本文导出并讨论了非线性康普顿散射和非线性Breit-Wheeler对产生的完全依赖于自旋和光子极化的几率率。局部恒定场近似，这是必不可少的应用程序中的等离子体QED模拟代码，严格推导出强场QED矩阵元素的Furry图片的一般平面波背景场。我们讨论了这两个过程的光谱中重要的偏振相关效应。小和大值的$χ$的渐近极限推导和它们的自旋/极化依赖性进行了讨论。
2020-11-10 hep-ph physics.plasm-ph
All-optical nonlinear Breit-Wheeler pair production with $γ$-flash photons
本文提出一种利用高功率激光辐照固体靶产生 $\gamma$-flash 高能光子，并与次级激光碰撞以在当前和下一代激光装置上探索非线性 Breit-Wheeler 电子-正电子对产生的全光实验方案。
2023-08-02 hep-ph physics.plasm-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
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
Pair production by Schwinger and Breit-Wheeler processes in bi-frequent fields
反向传播和适当的偏振光（激光）束可以提供产生对的条件。在这里，我们更详细地考虑以下两种情况：（i）在线偏振超高强度激光束的波腹的均匀性区域中，Schwinger过程被第二高频场动态地辅助，例如通过XFEL光束。(ii)高能探测光子束与同向传播的强激光和XFEL光束的叠加碰撞产生激光辅助Breit-Wheeler过程。这种双频场星座的前景与光转化为物质的可行性进行了讨论。
2016-04-01 hep-ph physics.plasm-ph
Generation of narrow beams of ultrarelativistic positrons (electrons) in the resonant strong electromagnetic field-assisted Breit-Wheeler process
本文理论上研究了低于临界Schwinger场强下的共振外场辅助Breit-Wheeler过程，通过分析共振运动学与微分截面，预测了高能gamma量子产生超相对论正负电子窄束，其概率显著高于非共振过程。
2023-07-03 hep-ph physics.plasm-ph
Strong-Field Breit-Wheeler Pair Production in Two Consecutive Laser Pulses with Variable Time Delay
本文研究了强激光场中强场Breit-Wheeler过程光生电子-正电子对。假设激光场由两个连续的短脉冲组成，其间具有可变的时间延迟。通过在标量量子电动力学框架下的数值计算，我们证明了时间延迟对电子对的产生几率有很大的影响。当两个脉冲是相同的情况下，效果追溯到干涉S-矩阵振幅的相对量子相位，并在一个简化的分析模型内解释。相反，当两个激光脉冲彼此不同时，成对产生概率不仅取决于时间延迟，而且通常还取决于脉冲的时间顺序。
2016-12-09 hep-ph quant-ph
Worldline instantons for nonlinear Breit-Wheeler pair production and Compton scattering
Worldline瞬子以前曾被用来研究Schwinger对产生（指数和指数前部分）和光子刺激对产生（指数部分）的概率。以往的研究都是利用么正性，即Schwinger对产生的有效作用量的虚部或光子受激对产生的极化张量的虚部，在概率水平上得到对产生的概率。相应的瞬子是复平面中的闭合环。在这里，我们展示了如何在振幅水平上使用瞬子，这意味着开放的瞬子线，起点和终点代表费米子在渐近时间。振幅截断与LSZ使用，在一般情况下，依赖于场的渐近状态。我们展示了如何使用这种形式主义的光子刺激/Breit-Wheeler对生产和非线性康普顿散射。
2021-12-21 hep-ph hep-th
Linear Breit-Wheeler pair production in the search for axion-like particles
University of Oxford（牛津大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
研究假设类轴子粒子存在，计算线性布雷特-惠勒对产生过程的相干组合截面，发现赝标量ALPs会产生不对称法诺型共振，提出用实光子对BW过程实验观测，以补充探测MeV尺度ALPs。
2026-07-08 hep-ph physics.plasm-ph
Pulse envelope effects in nonlinear Breit-Wheeler pair-creation
本文研究了圆偏振激光脉冲包络对电子-正电子对产生的影响。脉冲包络的长度尺度上的干扰，和脉冲边缘的平滑度被发现影响对频谱。一个玩具模型的平顶脉冲是用来识别脉冲包络的影响，无法进入当地的方法。加宽的通道开口和加宽的能量和横向动量分布的对被发现接收的贡献低于本地谐波阈值。通过比较平顶脉冲、正弦平方脉冲和高斯脉冲中的对产额，发现脉冲形状与光子极化的Breit-Wheeler效应之间存在联系，在横向动量分布中，发现脉冲包络干涉信号存在于方位角不对称中，这种不对称出现在强场中，并在长脉冲中持续存在。
2021-09-01 hep-ph physics.optics
Spectral caustics in laser assisted Breit-Wheeler process
本文分析了强激光脉冲作用下Breit-Wheeler过程产生的正负电子对。横向动量谱显示出被解释为焦散线的突出峰，其位置可由固定相访问。给出了XFEL光束与高强度激光光束叠加的例子。这种配置是可用的，例如，目前在LCLS，不久的将来在欧洲XFEL。它需要一个高能量的反向传播探测光子束，可以通过同步逆康普顿背散射产生。
2015-09-07 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
Multi-photon Effects in Single Nonlinear Compton Scattering and Single Nonlinear Breit-Wheeler Process in Ultra Intense Fields
非线性康普顿散射（NCS）和非线性Breit-Wheeler（NBW）过程是强多光子、高度非线性的过程。在超强激光器（归一化场振幅$a_0 \gg 1$）中，辐射形成长度比周期短得多，单个NCS/NBW不能被描述为电子与$γ$光子的散射，因为它们感觉到的是局部恒定的交叉场。然而，由于发散问题的存在，现有的常交叉场理论很难给出一些重要的量子特性，如涉及的激光光子数、瞬时角分布和详细的光谱。作为替代，目前对超强激光中单个NCS/NBW的理解包括几个经典和半量子的想法，如前向发射，反冲反应和光谱截止。通过从现有理论公式中提取单个过程所涉及的激光光子数，研究了超强激光中NCS/NBW的多光子效应。导出了超强激光中单个NCS的新特性，包括发射角与瞬时电子动量的关系固定、电子瞬时偏转、光谱截止消失等。在超强激光中，单个NBW也具有类似的特征，如发射角与瞬时$γ$光子动量的夹角不为零，光谱截止消失，光谱下限出现。模拟结果表明，在$10$ PW尺度和更强的激光作用下，多光子效应的相应信号是显著的。
2017-11-15 hep-ph
Angle-dependent pair production in the polarized two-photon Breit-Wheeler process
本文通过定义新的自旋基并利用方位角依赖的极化截面，研究了同时涉及圆极化和线极化光子的线性 Breit-Wheeler 过程，揭示线极化可诱导高度角度依赖的正负电子对产额与极化分布。
2023-04-10 hep-ph
Non-linear Breit-Wheeler pair production in collisions of bremsstrahlung $γ-$quanta and a tightly focussed laser pulse
对Breit-Wheeler对创建过程的非微扰强场制度的检测实验努力计划将GeV $γ$量子的非相干源和紧密聚焦的光学激光脉冲的相干场结合起来。这一努力要求从理论上了解如何对产量取决于所施加的激光场分布。我们提供了估计的数量产生的对在一个设置中的高能量辐射产生通过韧致辐射。注意的是支付的激光场的横向和纵向聚焦的作用，随着高斯脉冲包络的成立。我们比较我们相应的结果与平面波模型的预测，并确定参数的聚焦激光脉冲，最大限度地提高对产量在固定的脉冲能量。此外，还讨论了各种超高斯分布对激光脉冲包络及其横向形状的影响。
2022-03-28 hep-ph physics.atom-ph
Dynamically-assisted nonlinear Breit-Wheeler pair production in bichromatic laser fields of circular polarization
本文推导圆偏振双色激光场中高能 γ 光子诱导非线性 Breit-Wheeler 对产生的一阶弱场产生率公式，并揭示相反螺旋度可显著增强动态辅助效应。
2023-06-05 hep-ph physics.atom-ph
Report on Progress in Physics: Observation of the Breit-Wheeler Process and Vacuum Birefringence in Heavy-Ion Collisions
本报告回顾了几十年来在高能对撞机实验中观测线性 Breit-Wheeler 过程和真空双折射的努力，总结了极化 $γγ\ ightarrow l^+l^-$ 测量的解释，并展望了测试 QED 的未来机遇。
2022-08-31 hep-ph nucl-ex nucl-th
Energy Dependence of the Breit-Wheeler process in Heavy-Ion Collisions and its Application to Nuclear Charge Radius Measurements
本研究计算重离子碰撞中布赖特-惠勒过程截面与双电子横动量分布的能量依赖性，阐明其与核电荷分布的关联，提出该过程的适用判据，证实可利用其实验测量定量约束核电荷半径。
2023-04-04 hep-ph nucl-ex nucl-th
Higher fidelity simulations of nonlinear Breit-Wheeler pair creation in intense laser pulses
当光子与激光脉冲碰撞时，可以通过非线性Breit-Wheeler过程产生电子-正电子对。已经开发了一个模拟框架来计算这个过程，这是基于有质动力的方法，包括强场量子电动力学效应通过局部单色近似（LMA）。在这里，我们比较模拟预测的各种可观的，在不同的物理制度，从理论的精确分析结果的数值评估。对于聚焦激光背景的情况下，我们还比较模拟与高能理论近似。这些比较被用来量化的准确性的模拟方法在计算谐波结构，这出现在出射粒子的光阵面的动量和角谱，以及从多光子到所有阶对创建的过渡。在一定范围内的强度参数的对的总产量的计算也被用来评估局部恒定场近似（LCFA）的准确性。
2021-08-24 hep-ph physics.plasm-ph
Vortex Breit-Wheeler Electron-positron pair creation via vortex gamma-photons
量子涡旋态粒子携带确定的轨道角动量，为研究各种基本相互作用过程带来了新的视角。当QVS中出现独特的属性时，理解OAM如何在初始粒子和涡旋粒子碰撞的结果之间表现出来就变得至关重要了。这是可能的，通过应用完整的涡旋描述的所有参与的粒子，角动量（AM）表示明确的量子数和它们的连接自然检索。我们证明了全涡旋量子电动力学（QED）的Breit-Wheeler对创建过程的结果，并推导出AM依赖的选择规则。数值解析的横截面显示反对称自旋极化，最重要的是，在涡旋碰撞过程中的第一OAM光谱。后者揭示了OAM到创建对的有效转换，导致密度分布中的中空和环形结构。这些结果为理解高能粒子散射过程中的OAM物理提供了清晰的图像。
2021-07-14 hep-ph hep-th
Nonlinear Compton scattering and nonlinear Breit-Wheeler pair production including the damping of particle states
本文研究背景平面波场中粒子态衰变对非线性康普顿散射和非线性Breit-Wheeler正负电子对产生概率的影响，通过解析与数值计算给出含阻尼项的自旋和极化分辨概率，证明总概率与基选取无关，并揭示阻尼因子随场强和脉宽标度及概率的泊松行为。
2025-02-10 hep-ph
Nonlinear Breit-Wheeler pair production using polarized photons from inverse Compton scattering
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, Friedrich-Schiller-Universität（弗里德里希·席勒大学光学与量子电子学研究所）；Department of Physics, University of Gothenburg（哥德堡大学物理系）
本文提出利用反康普顿散射产生高能极化光子，用于非线性布里渊-韦勒过程的研究，展示在现有设备下可实现高精度测量。
2024-11-13 hep-ph physics.plasm-ph
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
Strong-field Breit-Wheeler pair production in short laser pulses: Relevance of spin effects
本文研究了高能光子与周期数强激光脉冲碰撞中电子-正电子对的产生。利用激光修饰的旋量和标量量子电动力学框架，比较了Dirac粒子对和Klein-Gordon粒子对的产生。给出了不同激光参数下的正电子能谱和角分布。我们确定的条件下，从克莱因-戈登理论的预测要么非常相似，或在很大程度上不同于适当的狄拉克理论。特别是，我们解决的问题，在何种程度上的相关性的自旋效应的影响，由激光脉冲的持续时间短。
2016-05-11 hep-ph physics.atom-ph
Generation of arbitrarily polarized GeV lepton beams via nonlinear Breit-Wheeler process
研究了高能极化$γ$光子与超强非对称激光脉冲通过非线性Breit-Wheeler（BW）对产生的单次相互作用中任意自旋极化轻子（这里特指电子和正电子）光束的产生.我们发展了一个完全自旋分辨的半经典蒙特卡罗方法来描述局域常场近似下的电子对产生和极化。在非线性BW过程中，产生对的极化同时由母$γ$光子的极化、散射光场的极化和非对称性决定，这分别是由于自旋角动量转移和非对称自旋相关对产生几率引起的.在所考虑的全光学方法中，利用现有的激光装置可以获得平均偏振度约为$80\%$（可在横向和纵向分量之间调节）的GeV轻子束流，并将其作为偏振$e^{+}e^{-}$对撞机的注入器，用于探索超越标准模型的新物理。
2021-04-30 hep-ph physics.plasm-ph
Cascade of polarized Compton scattering and Breit-Wheeler pair production
本研究通过解析计算与蒙特卡洛模拟，探究电子引发的逆康普顿散射与Breit-Wheeler对产生级联过程的极化转移规律，揭示不同代粒子的极化曲线特征，为激光驱动QED等离子体及高能天体物理研究提供关键支撑。
2023-11-06 hep-ph
Impact of laser focussing and radiation reaction on particle spectra from nonlinear Breit-Wheeler pair production in the nonperturbative regime
本理论研究探讨了激光聚焦、辐射反作用及宽频韧致辐射γ能谱对强场Breit-Wheeler正负电子对产生的能量与角分布的影响，发现辐射反作用使粒子能谱变窄且峰值显著降低，宽频能谱影响明显，而激光聚焦影响较温和。
2024-02-19 hep-ph physics.atom-ph
Momentum spectrum of nonlinear Breit-Wheeler pair production in space-time fields
本文利用世界线瞬子形式体系，计算了时空场中非线性Breit-Wheeler对产生的动量谱，发现光子波包宽度存在临界点导致谱峰分裂，并给出了高能及强场极限的展开结果。
2023-12-28 hep-ph hep-th
Parametric study of the polarization dependence of nonlinear Breit-Wheeler pair creation process using two laser pulses
本文对双激光脉冲与超相对论电子束相互作用进行参数研究，优化脉冲以产生高能光子并生成电子-正电子对，验证强场QED框架中的自旋/偏振依赖性。
2023-10-16 hep-ph physics.plasm-ph
Entering the overcritical regime of nonlinear Breit-Wheeler pair production in collisions of bremsstrahlung $γ$-rays and superintense, tightly focused laser pulses
本文研究超强紧聚焦激光与高能轫致辐射γ光子碰撞进入超临界区的非线性Breit-Wheeler电子对产生，计算了10$^{23}$ W/cm$^2$量级激光和GeV电子束条件下的电子对产额，并指出放宽聚焦以增大作用体积有利于优化产额。
2025-05-09 hep-ph physics.atom-ph
From linear to nonlinear Breit-Wheeler pair production in laser-solid interactions
本文在 YUNIC 代码中实现线性 Breit-Wheeler 过程，并通过二维 QED-PIC 模拟揭示激光-固体相互作用中线性到非线性对产生的转变阈值约为 a_0~400-500。
2023-12-17 hep-ph physics.plasm-ph
Kinematically boosted pairs from the nonlinear Breit-Wheeler process in small-angle laser collisions
本文提出小角度对撞双激光脉冲形成强电磁场的方案，利用磁场实现非微扰 Breit-Wheeler 粒子对的动量与产额增强，并支持阈上光子，为未来激光实验观测自发粒子对产生提供阶梯。
2023-07-12 astro-ph.HE hep-ph physics.optics
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
Feasibility of measuring non-analytic QED coupling from pair creation in strong fields
本文研究了在强场中通过非线性对产生测量非解析 QED 耦合的可行性，利用局部单色方法确定了可在实验中首次观测隧穿对产生的明确且稳健的参数机制。
2024-01-03 hep-ph
Dimensionality-driven photoproduction of massive Dirac pairs near threshold in gapped graphene monolayers
研究了在两个反向传播光波的复合场中，带隙石墨烯单层中准粒子-空穴对的产生。这个过程代表了一个类似的电子-正电子对生产从QED真空的布雷特-惠勒效应。然而，我们表明，石墨烯的二维结构导致两种情况之间的一些显着差异。特别是，与QED的情况相反，它允许在能量阈值处的非零对产生率，当Breit-Wheeler反应进行非线性吸收三个光子时。
2019-12-21 cond-mat.mes-hall hep-ph physics.atom-ph
First-order strong-field QED processes including the damping of particles states
沃尔科夫态是狄拉克方程在任意平面波存在下的精确解。沃尔科夫态和自由光子态在背景平面波场的存在下是不稳定的，而是随着电子/正电子可以发射光子而“衰减”，光子可以转化为电子-正电子对。在局域常场近似下，利用相应的Schwinger-Dyson方程的解，计算了非线性单康普顿散射和非线性Breit-Wheeler对产生的几率，并考虑了电子、正电子和光子态的衰变效应.因此，我们发现，这些过程的概率可以表示为积分的光锥时间的已知概率有效的稳定状态每单位的光锥时间乘以光锥时间依赖于每个相互作用粒子的指数阻尼函数。在每个光锥时间处的进入（输出）电子/正电子或光子的指数函数对应于电子/正电子经由非线性康普顿散射发射光子或光子经由非线性Breit-Wheeler对产生变换成电子-正电子对直到该光锥时间（从该光锥时间开始）的总概率。有趣的是，指数阻尼项不仅取决于粒子的动量，还取决于它们的自旋（对于电子/正电子）和极化（对于光子）。这种对离散量子数的额外依赖阻止了电子/正电子自旋和光子极化求和规则的应用，该求和规则显著简化了微扰区的计算。
2021-03-26 hep-ph
Non-linear quantum dynamics in strong and short electromagnetic fields
在我们的贡献中，我们给出了两个广泛讨论的量子过程的简要概述：电子-正电子对的生产的探测光子通过极化短脉冲电磁（e. m.）(e.g.\激光）波场或广义Breit-Wheeler过程以及与激光脉冲相互作用的电子的单个光子发射，所谓的非线性康普顿散射。我们表明，在小和中等的激光场强度的脉冲的形状和持续时间是非常重要的考虑过程的概率。然而，在高强度下，费米子与激光场的多光子相互作用是决定性的，并且完全决定了亚阈值电子-正电子对和光子产生的所有方面
2016-12-01 hep-ph
Nonlinear QED in an ultrastrong rotating electric field: Signatures of the momentum-dependent effective mass
本文研究了在超短旋转电场中非线性对的产生和辐射过程的特殊性，考虑到该电场模拟了反向传播激光束的波腹。它表明，在旋转电场中的粒子获得的有效质量取决于其动量的绝对值，以及对它的方向相对于场平面。这一现象对非线性Breit-Wheeler过程和非线性Compton过程都有影响。在第一种情况下产生的对的光谱，和在第二种情况下发射的光子，示出承担签名的有效质量。在第一种情况下，由$γ$ -光子在该场存在下产生对的阈值根据光子传播方向而变化。在第二种情况下，改变入射电子的能量允许测量有效质量的动量依赖性。两个相应的实验装置的建议。
2019-08-16 hep-ph physics.plasm-ph
Enhancement of nonlinear pair production in a flying-focus pulse
University of Rochester（罗切斯特大学）；Laboratory for Laser Energetics, University of Rochester（罗切斯特大学激光能源实验室）；ELI Beamlines Facility, The Extreme Light Infrastructure ERIC（极端光基础设施欧洲研究联盟 ELI光束线设施）；Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
该研究针对高能伽马光子的非线性布赖特-惠勒正负电子对产生过程，提出飞行聚焦脉冲方案，数值模拟显示其相较于传统固定聚焦高斯脉冲，可使不同能量光子的对产生产额提升12%至76%，效率更高。
2026-08-31 hep-ph
Hardware-efficient quantum simulation of intense-field QED
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分部，中国科学院大学）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；School of Physics and State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University（北京大学物理学院及核物理与技术国家重点实验室）；School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院物理学院）；Center for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理研究中心）；Laboratory of Spin Magnetic Resonance, School of Physical Sciences, Anhui Province Key Laboratory of Scientific Instrument Development and Application, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理科学学院自旋磁共振实验室及安徽省科学仪器开发与应用重点实验室）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）；Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心）
研究强场量子电动力学实时非微扰问题，提出囚禁离子协议，通过编码光子与费米子模式、结合自旋-声子耦合与 Clifford 电路模拟，有多项式资源缩放，经实验验证可有效减少信号偏差，提供硬件高效途径。
2026-07-14 hep-lat hep-ph quant-ph
