激光尾流场加速器中betatron辐射的非线性QED方法

作者：

王俊晖，贝尔塞努，格里戈里亚迪斯，G·安德里亚纳基，迪米特里欧，M·塔塔拉基斯，帕帕多吉安尼斯，贝尼斯

摘要

基于激光等离子体的加速器提供了准直、明亮且相干充分的 betatron 型 X 射线脉冲的极好来源，在科学和工业中具有潜在的应用。到目前为止，基于激光等离子体的βtron辐射已经在经典Liénard-Wiechert势的概念中进行了描述，该电位包含在细胞中粒子模拟中，这是一种计算能力要求很高的方法，特别是对于多拍瓦激光器的情况。在这项工作中，我们在量子力学的最基本水平上描述了基于激光等离子体的βtron辐射的产生。在我们的方法中，等离子体气泡中相对论性电子的光子发射是在非线性量子电动力学框架内描述的。报道的基于QED的betatron辐射结果与使用Liénard-Wiechert电位的类似结果非常吻合，并且与使用多10-TW激光器与He和多电子N\气体靶相互作用获得的betatron辐射测量结果非常吻合。此外，我们的QED方法大大减少了计算运行时间的需求，使其成为设计betatron辐射实验的有利工具，特别是在多拍瓦激光设施中。