Estimations of electron-positron pair production at high-intensity laser interaction with high-Z targets
本文研究了$10^{18}$ - $10^{20}$ ~W/cm $^2$激光与高Z靶相互作用中产生的正负电子对。计算结果的对生产和正电子产率从目标与津贴对生产过程中由于电子和韧致辐射光子的贡献。使用PRIZMA代码的蒙特卡罗模拟证实了所获得的估计。用功率为$10^2$ - $10^3$ ~TW的皮秒激光辐照高Z靶，其可能的正电子产额为$10^9$ - $10^{11}$。
1999-09-18 physics.atom-ph physics.ins-det
High-energy $e^+e^-$ photoproduction cross section close to the end of spectrum
本文研究了高能光子在强库仑场中产生电子-正电子对的截面。我们指出，这个截面与玻恩近似下的结果有本质的不同，也与假定电子和正电子都是超相对论性的情况下考虑库仑修正的结果有本质的不同。在末态电子不是超相对论性的区域，得到了高能电子在强库仑场中的韧致辐射截面。
2010-06-07 physics.atom-ph
Muon pair creation from positronium in a circularly polarized laser field
我们研究原子系统与极强的圆偏振激光波相互作用的基本粒子反应。作为一个具体的例子，我们计算的速率为激光驱动的反应$e^+e^- \to μ^+μ^-$，其中电子和正电子起源于一个正电子素原子，或者，从非相对论性$e^+e^-$等离子体。我们区分相应的相干和不相干的渠道的过程。除数值计算外，我们还用解析方法导出了相应的反应速率的简洁公式。由于构成正电子素基态波包的分波的相消干涉，圆偏振激光场中相干信道的速率被阻尼。指出了在圆偏振场中通过主要非相干通道观测该过程的条件。
2006-06-16 physics.acc-ph physics.atom-ph
High-Energy Recollision Processes of Laser-Generated Electron-Positron Pairs
在一个微观时空区域内产生的两个带相反电荷的粒子可以被分离，在更大的距离上加速，并被激光场带到一个平行的位置。因此，新的反应变得可行，其中被粒子吸收的能量被有效地释放。通过研究激光修饰的偏振算子，我们确定了一个新的贡献，描述了高能量的电子-正电子对所产生的纯光时，伽玛光子撞击在一个强烈的，线偏振的激光脉冲所经历的碰撞。在宏观激光波长范围内的激光分解过程中吸收的能量对应于大量的激光光子，并且可以被利用来引发高能反应。因此，极化算子的湮没贡献在定性和定量上与众所周知的不同，描述了微观形成区域内电子-正电子对的湮没。
2015-04-03 hep-ph physics.atom-ph
Bound-free electron-positron pair production in combined Coulomb and constant crossed electromagnetic fields: a Schwinger-like process with intrinsic assistance
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）
研究高电荷裸离子在强恒定交叉电磁场中产生束缚-自由电子-正电子对的速率，采用准经典隧穿理论和强场近似，发现该速率类似于动态辅助的施温格过程，辅助来自电子原子结合能。
2026-07-02 hep-ph physics.atom-ph
Spin correlations in nonperturbative electron-positron pair creation by petawatt laser pulses colliding with a TeV proton beam
本文分析了电子自旋自由度对高能质子与圆偏振强激光场作用产生非微扰正负电子对的影响。从狄拉克和克莱因-戈登理论的预测进行了比较，并进行了自旋分辨计算。我们表明，各种自旋配置具有非常不同的生产概率，并讨论在这个高度非线性的过程中的螺旋度的转移。我们的预测可以通过将CERN LHC的几TeV质子束与桌面拍瓦激光源的强激光脉冲相结合来进行测试。
2010-07-29 hep-ph physics.atom-ph
Spin polarized electron-positron pair production via elliptical polarized laser fields
本文研究了两个椭圆偏振脉冲形成的超强电磁场中非微扰多光子正负电子对的产生。我们的数值方法使我们能够考虑到时间以及空间变化的常设电磁场。自旋和动量分辨对创建概率特征拉比振荡和共振谱。因此，每个激光频率都具有所产生粒子的特定动量分布。我们发现，取决于两个脉冲的相对极化，所产生的电子可能是沿场传播方向的自旋极化。
2015-06-24 physics.atom-ph quant-ph
Coulomb repulsion and quantum-classical correspondence in laser-induced nonsequential double ionization
研究了电子-电子库仑排斥对稀有气体原子非序双电离的影响。的量子力学跃迁振幅的几个变体进行评估，不同的形式的非弹性电子-离子重新散射和是否库仑排斥两个电子之间的最终状态包括在内。对于高激光强度，一个完全经典的模型，制定模拟的再散射的情况。
2003-10-09 physics.atom-ph
Coulomb focusing in retrapped ionization with near-circularly polarized laser field
测量了强近圆偏振激光场中氩原子光电子动量的全三维分布。我们观察到，在410 nm近圆偏振场作用下，电子的横向动量分布随激光强度的增加而变窄，这与绝热理论预测的规律相反。通过分析实验测量的动量分辨角动量分布和相应的半经典射出电子的轨迹，窄化可以归因于一个临时的陷阱，从而在准束缚态的原子势的光电子的聚焦。在近圆偏振激光场作用下，避免了与再散射电子的强库仑相互作用，从而突出了再俘获过程中的库仑聚焦。我们相信这些发现将有助于理解和控制库仑耦合系统中的电子动力学。
2019-11-22 physics.atom-ph
Production of high energy particles in laser and Coulomb fields and e^+e^- antenna
A strong laser field and the Coulomb field of a nucleus can produce e^{+}e^{-} pairs. It is shown for the first time that there is a large probability that electrons and positrons created in this process collide after one or several oscillations of the laser field. These collisions can take place at high energy resulting in several phenomena. The quasielastic collision e^{+}e^{-} -> e^{+}e^{-} allows acceleration of leptons in the laser field to higher energies. The inelastic collisions allow production of high energy photons e^{+}e^{-}-> 2 gamma and muons, e^{+}e^{-} -> mu^{+}mu^{-}. The yiel…
2007-06-21 physics.atom-ph
Zero range potential for particles interacting via Coulomb potential: application to electron positron annihilation
对通过库仑势相互作用的两粒子系统构造了零程势。本文利用Lippmann-Schwinger型积分方程，计算了零程势奇异性和库仑势共同作用下的波函数在原点处渐近线的奇异部分。奇异赝势的构造要求它强制库仑薛定谔方程的解在原点具有计算的渐近行为。然后利用这个赝势建立了一个虚吸收势模型，该模型可以在非相对论性薛定谔方程的基础上处理正电子-电子碰撞中的湮灭过程.本文所构造的赝势的函数形式类似于著名的Fermi-Breit-Huang赝势。本文用分波级数的形式给出了在存在库仑力时虚吸收势情形下光学定理的推广。
2012-06-25 math-ph math.MP nucl-th
Ionization in Orthogonal Two-Color Laser Fields - Origin and Phase Dependence of Trajectory-Resolved Coulomb Effects
本文报道了用COLTRIMS技术测量的强正交偏振双色（OTC）激光场中Ar单电离电子动量分布。我们研究了库仑聚焦的效果，其签名是一个尖点样的功能，在中心的电子动量谱。虽然直接电子显示出预期的强烈依赖于两种颜色之间的相位，但令人惊讶的是，库仑聚焦结构几乎不受弱二次谐波拖尾场的影响。这种效果是通过使用CTMC模拟来解释的，该模拟描述了结合库仑和OTC激光场的影响下的经典轨迹中的隧穿电子波包。我们发现电子的初始动量之间的微妙的相互作用隧穿，电离阶段和库仑场的作用，使库仑聚焦部分的动量谱明显不敏感的较弱的条纹场。
2016-04-04 physics.atom-ph
Positronium decay in a circular polarized laser field
计算了强圆偏振激光场中o-Ps和p-Ps正电子偶素湮灭衰变$ Ps\toγγ$的寿命。我们采用因子分解的策略来分离库仑相互作用和强激光场相互作用的影响。它在时间方向上分解，但在空间方向上不分解。结果表明，在长波长、高强度的激光作用下，这些Ps态的寿命显著增加。对于具有$10\, μm$波长和$10^{13} W/cm^2$强度的$\rm CO_2$激光器，自旋单电子偶素的寿命增加了$10^8$倍。我们的结果与求解Sch{<$}dinger方程的结果一致。这种效应对于由Ps \cite{keitel2004}提供的高次谐波产生（HHG）效应可能是有用的。
2013-05-29 hep-ph physics.atom-ph physics.plasm-ph
Rydberg states generation of Hydrogen atoms with intense laser pulses: the roles of Coulomb force and initial lateral momentum
通过求解含时薛定谔方程和经典轨道蒙特卡罗模拟，研究了强激光脉冲作用下氢原子的里德堡态产生.使用线偏振多周期脉冲和光学半周期脉冲对。通过对这些方法的比较表明，影响激发态布居的$n$ -分布和$l$ -分布的库仑力和初始横向动量对里德堡态的产生都有重要影响。
2014-06-20 physics.atom-ph
Muon's anomalous magnetic moment effects on laser assisted Coulomb scattering process
在弱场近似下，利用Salamin波（1993）研究了激光辅助相对论电子和重电子（μ子）的库仑散射。电子和μ子都由狄拉克方程描述，并充分考虑了反常磁矩效应。本文的推广到重电子（μ子）提供了有趣的见解，如何影响的微分截面的大小的质量。在μ子的DCS与AMM效应和没有检测到显着差异。
2012-11-07 physics.atom-ph
All-order Coulomb corrections to Delbrück scattering above the pair production threshold
本文提出了对产生阈值以上 Delbrück 散射的全阶库仑修正方法，基于 Dirac-Coulomb Green 函数考虑虚电子-正电子对与核的全阶相互作用，计算表明修正使钚原子散射截面增加达 50%，解决了实验与理论长期差异。
2023-02-27 physics.atom-ph
Complete QED theory of multiphoton trident pair production in strong laser fields
利用激光修饰的量子电动力学方法计算了相对论电子与强激光碰撞中多光子吸收产生的电子-正电子对。总生产率，正电子光谱，和不同的反应通道的相对贡献，在各种相互作用制度。我们研究的过程中，在一个明显的非微扰域，这是访问未来的实验，利用电子束线在新的X射线激光设施或全光学设置的基础上，激光加速。此外，我们的理论使我们能够进一步了解SLAC的实验数据[D. Burke { \it等}，物理修订版信函{ \bf 79}，1626（1997）]。
2010-08-20 physics.atom-ph
Trident Pair Production in Colliding Bright X-ray Laser Beams
强X射线激光器的迅猛发展推动了对产生过程研究向更高激光频率方向发展。本文考虑了高能电子在两束X射线激光碰撞的重叠区碰撞时，伴随两束X射线光子吸收的共振电子-正电子对产生过程。激光修饰的QED方法是合理的，以解决相应的多费曼图计算的复杂性。揭示了产生率和正电子能量分布与两个激光波矢方向和入射电子动量方向之间的相对夹角的关系。结果表明，与平面波情况相比，非平面波激光场位形在电子对产生过程中引起了新的特征。
2013-08-24 physics.atom-ph
Laser-dressed vacuum polarization in a Coulomb field
我们调查的影响下，外部的，随时间变化的电磁场，介导的辐射校正的动态修改的量子电动力学效应。具体地说，我们考虑了两个外部背景场：强激光场和核库仑场的影响下的量子电动力学真空极化张量。本文计算了激光场中核库仑场所引起的电荷和电流密度。我们找到相应的诱导标量和矢量势。在一阶微扰理论中，诱导势导致对原子能级的修正。外激光场破坏了系统的旋转对称性。因此，感应电荷密度不是球对称的，并且能量校正因此导致“极化兰姆位移”。“特别是，激光器产生了一个具有四极矩的额外电势。相应的激光修饰的真空极化势在大距离下表现为1/r**3，而不像Uehling势在大r下指数消失。我们的调查可能是有用的其他情况下，量子场论现象受到外部领域的一个相当复杂的结构。
2005-08-31 physics.atom-ph
The effect of Coulomb field on laser-induced ultrafast imaging methods
通过对高次阈上电离（HATI）谱的理论和实验研究，确定了库仑场在截止区附近的三次返回电离轨道的主导作用.这使得传统的激光诱导电子衍射（LIED）方法中采用的关键假设失效，即根据强场近似（SFA），第一返回轨道占主导地位。结果表明，由于库仑场的影响，第一次和第三次返回产生的入射（返回）电子束具有不同的束流能量、束径和时间演化规律特征，因此，在分析中适当考虑第三次返回轨迹的重要性，将改变LIED中提取的结果。这种库仑场效应在各种基于双折射的激光诱导成像方案中都应考虑。
2020-03-16 physics.atom-ph
Coulomb-Volkov approach of ionization by extreme ultraviolet laser pulses in the subfemtosecond regime
在原子和短的高频极紫外激光脉冲之间的相互作用是一个扰动的条件下，我们表明，一个简单的理论方法，基于库仑-Volkov型状态，可以作出可靠的预测电离。为了避免任何额外的近似，我们在这里考虑一个标准的情况：电离的氢原子最初在其基态。对于任何场参数，我们表明，该方法提供了准确的能谱的喷射电子，包括许多以上的阈值电离峰，只要同时满足以下两个条件：（i）光子能量大于或等于电离势;（ii）电离过程是不饱和的。因此，目前产生的高次谐波激光脉冲对原子或分子的电离可以通过这种库仑-沃尔科夫处理来解决。
2002-10-01 physics.atom-ph
Lepton Number vs Coulomb Super-Criticality
从轻子数守恒的角度考虑了超临界电磁源（$Z>Z_{cr,1}$）影响下QED真空重构的非微扰效应。这里的问题是，如果真空壳层的形成和自发的正电子发射，与潜入较低连续区的离散能级有关，在现实中存在，那么它决不应该是新物理学的信号。原因是发射出的正电子带走的轻子数等于它们的总数$(-1)\times$，因此相应数量的正轻子数应该被集中在真空壳层中的VP密度所分担。在这种情况下，实粒子的轻子数不是整数，而是轻子数VP密度。否则，要么在这样的过程中轻子数守恒被打破，要么自发正电子发射被禁止。本文还讨论了在核转换对本底上能清楚地探测到真空正电子发射的条件。
2022-01-13 hep-ph physics.atom-ph
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
Resonant effect at the ultrarelativistic electron-positron pairs production by gamma quanta in the field of a nucleus and a pulsed light wave
从理论上研究了高能γ量子在原子核和准单色激光场中的共振电子-正电子对产生。在共振条件下，一个中间虚电子（正电子）在激光场中变成一个真实的粒子。由于这一事实，在激光场中的精细结构常数的第二阶的初始过程有效地减少到两个连续的第一阶的过程：激光激发的Breit-Wheeler过程和激光辅助的中间电子（正电子）被原子核散射的过程。结果表明，存在一个阈值能量的初始伽马量子，这显着依赖于一个波的吸收光子的数量。在共振条件下，电子-正电子对能量由正电子（通道A）或电子（通道B）相对于初始伽马量子动量的出射角决定。得到了前几个共振态的微分截面，同时记录了正电子或电子的能量和出射角。对于初始伽马量子能量${ω_i} = 125\;{\rm{GeV}}$，对于前三个共振的情况，电子-正电子对的共振能量可以用非常高幅度的微分截面来测量：从第一个共振的$ \sim {10^{13}}$到第三个共振的$ \sim {10^8}$（以$α{Z^2}r_e^2$为单位）。
2020-04-03 physics.atom-ph quant-ph
Inclusion of Coulomb effects in laser-atom interactions
我们研究了库仑相互作用在强场过程中的作用。我们发现，库仑场的离子使其存在已知的，即使在高强度的激光场，在强场近似的假设相反。本文用四种模型分析了任意激光偏振态下电子电离后的动力学行为：偶极近似下的哈密顿模型、强场近似下的哈密顿模型、库仑修正强场近似下的哈密顿模型和导引中心模型。这些模型清楚地说明了库仑效应，特别是库仑聚焦和库仑不对称。我们表明，库仑校正的强场近似和指导中心是互补的，在这个意义上说，库仑校正的强场近似描述以及短时间尺度的现象（短于激光周期），而指导中心是非常适合于描述长时间尺度的现象（长于激光周期），如库仑驱动的共振和里德堡态的创建。
2019-02-05 nlin.CD physics.atom-ph
Enhanced lifetime of positronium atoms via collective radiative effects
提出了一种利用系统合作自发发射的超辐射和亚辐射机制来操纵正电子素原子的致密气体湮灭动力学的方法。湮灭动力学受气体密度和驱动强共振激光场的强度控制。特别地，该方法允许通过经由共振激光场和腔场中的集体辐射效应将原子捕获在激发态中来将正电子素原子系综的湮灭寿命增加一百倍以上。
2011-12-07 physics.atom-ph quant-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
Delbrück scattering in combined Coulomb and laser fields
本文研究了激光场中库仑场中的Delbrück散射。在玻恩近似下计算了库仑场的振幅，并精确地计算了具有任意强度、光谱含量和偏振的激光场的参数。本文详细研究了单色圆偏振激光场的高能初始光子能量情况。结果表明，该过程的角分布与纯库仑场中的Delbrück散射有很大不同。讨论中的截面的值在实际激光参数下可能超过后者，这基本上简化了对该现象的实验观察的可能性。在激光场的量子强度参数$χ$中的高阶项的影响被发现在相对小的$χ$处已经是非常重要的。
2008-02-20 nucl-th physics.atom-ph
Above-threshold ionization with highly-charged ions in super-strong laser fields: II. Relativistic Coulomb-corrected strong field approximation
本文发展了一种相对论库仑修正强场近似（SFA），用于研究相对论强激光场中高电荷态类氢离子阈上电离的自旋效应。库仑校正的SFA是基于描述电离电子激光驱动的连续动力学的离子核的库仑场扰动的相对论eikonal-Volkov波函数。考虑了总哈密顿量不同分区的SFA。该方法应用于强线偏振激光场中类氢体系的直接电离。微分和总电离率的解析计算。在SFA技术内检索Perelomov-Popov-Terent'ev电离率的相对论模拟。讨论了不同分区中SFA的物理相关性。
2013-01-24 physics.atom-ph quant-ph
Above-threshold ionization with highly-charged ions in super-strong laser fields: I. Coulomb-corrected strong field approximation
针对强激光场中高电荷态离子阈上电离的研究，发展了库仑修正的强场近似。在程函近似下，将库仑势微扰地处理在连续电子准经典波函数的相位上，考虑了原子核的库仑势对连续介质中电离电子动力学的影响.本文利用速度和长度规范讨论了非相对论区域的库仑修正SFA的形式.研究了强线偏振激光场中类氢体系的直接电离。本文讨论了不同规范下的结果与Perelomov-Popov-Terent的常时方法的关系。
2013-01-24 physics.atom-ph quant-ph
Coulomb focusing at above-threshold ionization in elliptically polarized mid-infrared strong laser fields
在考虑隧道效应和库仑场效应的半经典模型下，研究了椭圆偏振中红外强激光场中库仑聚焦在阈上电离中的作用。结果表明，库仑聚焦到中等椭圆率值是由电离电子的原子核，创建一个特征的低能量结构的光电子能谱，并负责沿主极化轴的电离归一化产率的特殊能量标度的多个前向散射为主。在较高的椭圆率下，电子连续动力学主要在电离隧道的出口处受到库仑场效应的干扰。由于后者，归一化的产量被发现是增强，与增强因子在中间椭圆度急剧明显。
2012-01-31 physics.atom-ph physics.optics
Wavelength and intensity dependence of multiple forward scattering at above-threshold ionization in mid-infrared strong laser fields
本文研究了低能光电子阈上电离时，多重前向散射对中红外激光场库仑聚焦的非微扰作用及其与激光强度和波长的关系。我们表明，高阶再散射事件可以有可比的库仑聚焦和有效的再散射数依赖于弱激光参数在经典制度的贡献。而前向散射对库仑聚焦的相对贡献和总的库仑聚焦量随着激光强度和波长的增大而减小。
2011-03-09 physics.atom-ph physics.optics
Coherent combs of anti-matter from nonlinear electron-positron pair creation
用强场量子电动力学方法研究了调制激光脉冲与高能光子碰撞中的电子-正电子对产生过程（非线性Breit-Wheeler过程）。结果表明，驱动脉冲调制导致产生的正电子（电子）能谱中出现梳状结构。结果表明，这些梳的结果从相干增强的概率振幅的对创建从不同的调制的激光脉冲。因此，类似于反物质（物质）波的杨双缝实验。
2014-07-15 hep-ph physics.acc-ph physics.atom-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
Photoproduction of $e^+e^-$ pair in a Coulomb field near the threshold
研究了阈值附近库仑场中光子的正负电子对产生。在参数$Ze^2/\hbar v$的情况下，得到了粒子能谱和角分布的解析结果。我们证明了Furry-Sommerfeld-Maue对Nishina，Tomonaga和Sakata所用的波函数的近似是不充分的，并导致错误的结果。
2022-09-08 hep-ph physics.atom-ph
