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超强双色激光脉冲中极端相对论电子束的自旋极化效应

DOI:10.1103/PhysRevA.100.033407 期刊:Physical Review A 出版年份:2019 更新时间:2025-09-11 14:15:04
摘要: 在量子辐射主导区,我们全面研究了超相对论电子束与超强双色激光脉冲正碰时的自旋极化效应?;贚i等人近期研究[Phys. Rev. Lett. 122, 154801 (2019)],采用蒙特卡洛方法在局域恒定场近似下计算自旋分辨电子动力学与光子发射过程。研究发现:由于双色激光场强度不对称,相邻半周期内电子辐射概率存在显著差异,这使得在当前可实现激光装置条件下,通过辐射自旋效应可使电子束获得约11%的总极化度及最高约63%的部分极化度,该效应有望应用于高能物理与核物理领域。此外,研究表明这些效应主要由双色激光场的相对相位决定,并对其他激光与电子束参数具有鲁棒性。
作者: Huai-Hang Song,Wei-Min Wang,Jian-Xing Li,Yan-Fei Li,Yu-Tong Li
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研究概述 实验方案

研究在量子辐射主导区域中,超相对论性电子束与超强双色激光脉冲正碰时的自旋极化效应。

研究表明,在光子发射和电子自旋翻转跃迁过程中,激光场的不对称性会导致电子束产生显著的总极化和部分极化。这些极化效应强烈依赖于双色激光脉冲的相对相位,而对其他激光和电子束参数具有鲁棒性。该发现提出了一种通过选择电子能量来产生高度极化电子束的方法,这一方法在高能物理和核物理领域可能具有应用价值。

该研究的局限性在于局部恒定场近似(LCFA)在特定参数条件(χ ~ 1 和 ξ ~ 100)下的适用性。对于正碰几何构型,LCFA的有效性受限于条件χ (1/u ? 1)/ξ^3 ? 1。此外,研究结果对双色激光脉冲的相对相位以及激光与电子束参数较为敏感,这可能限制结论的普适性。

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