Подвійне променезаломлення вакууму в полі кільця зі струмом та направленої електромагнітної хвилі
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe63.11.979Ключові слова:
Квантова електродинаміка в сильних полях, подвійне променезаломлення, поляризація вакууму, магнітне поле, лазерне випромінюванняАнотація
Теоретично розглянуто ефект подвiйного променезаломлення вакууму в зовнiшньому полi, створеному кiльцевим генератором магнiтного поля з лазерною ЕРС, а також в полi направленої хвилi в прямокутному хвилеводi. Розраховано елiптичнiсть, якої набуває лiнiйно поляризований лазерний промiнь, що поширюється в полях вказаної конфiгурацiї. Одержанi результати порiвнюються з характеристиками сучасного експерименту PVLAS, метою якого є спостереження ефекту подвiйного променезаломлення вакууму в магнiтному полi.
Посилання
W. Heisenberg, H. Euler. Folgerungen aus der Diracschen Theorie des Positrons. Z. Phys. 98, 714 (1936). https://doi.org/10.1007/BF01343663
A.E. Shabad. Photon dispersion in a strong magnetic field. Ann. Phys. 90, 166 (1975). https://doi.org/10.1016/0003-4916(75)90144-X
A.E. Shabad. Polarizaton of vacuum and quantum relativistic gas in an external field. Trudy Fiz. Inst. Akad. Nauk SSSR 192, 5 (1988) (in Russian).
A.E. Shabad. Photon propagation in a supercritical magnetic field. J. Exp. Theor. Phys. 98, 186 (2004). https://doi.org/10.1134/1.1675886
A.E. Shabad, V.V. Usov. Real and virtual photons in an external constant electromagnetic field of most general form. Phys. Rev. D 81, 125008 (2010). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.81.125008
R.P. Mignani, V. Testa, D. Gonz’alez Caniulef, R. Taverna, R. Turolla, S. Zane, K. Wu. Evidence for vacuum birefringence from the first optical-polarimetry measurement of the isolated neutron star RX J1856.5–3754. Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 465, 492 (2017). https://doi.org/10.1093/mnras/stw2798
J.S. Heyl, N.J. Shaviv. Polarization evolution in strong magnetic fields. Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 311, 555 (2000). https://doi.org/10.1046/j.1365-8711.2000.03076.x
J.S. Heyl, N.J. Shaviv. QED and the high polarization of the thermal radiation from neutron stars. Phys. Rev. D 66, 023002 (2002). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.66.023002
M. van Adelsberg, D. Lai. Atmosphere models of magnetized neutron stars: QED effects, radiation spectra and polarization signals. Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 373, 1495 (2006). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2006.11098.x
R. Fern’andez, S.W. Davis, The X-ray polarization signature of quiescent magnetars: effect of magnetospheric scattering and vacuum polarization. Astrophys. J. 730, 131 (2011). https://doi.org/10.1088/0004-637X/730/2/131
R. Taverna, R. Turolla, D. Gonz’alez Caniulef, S. Zane, F. Muleri, P. Soffitta. Polarization of neutron star surface emission: a systematic analysis. Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 454, 3254 (2015). https://doi.org/10.1093/mnras/stv2168
D. Gonz’alez Caniulef, S. Zane, R. Taverna, R. Turolla, K. Wu. Polarized thermal emission from X–ray dim isolated neutron stars: the case of RX J1856.5–3754. Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 459, 3585 (2016). https://doi.org/10.1093/mnras/stw804
E. Zavattini, G. Zavattini, G. Ruoso, G. Raiteri, E. Polacco, E. Milotti, V. Lozza, M. Karuza, U. Gastaldi, G. Di Domenico, F. Della Valle, R. Cimino, S. Carusotto, G. Cantatore, M. Bregant. New PVLAS results and limits on magnetically induced optical rotation and ellipticity in vacuum. Phys. Rev. D 77, 032006 (2008). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.77.032006
F. Della Valle, E. Milotti, A. Ejlli, G.M.L. Piemontese, G. Zavattini, U. Gastaldi, R. Pengo, G. Ruoso. First results from the new PVLAS apparatus: A new limit on vacuum magnetic birefringence. Phys. Rev. D 90, 092003 (2014). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.90.092003
F. Della Valle, A. Ejlli, U. Gastaldi, G. Messineo, E. Milotti, R. Pengo, G. Ruoso, G. Zavattini. The PVLAS experiment: Measuring vacuum magnetic birefringence and dichroism with a birefringent Fabry–Perot cavity. Eur. Phys. J. C 76, 24 (2016). https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-015-3869-8
S. Shakeri, S.Z. Kalantari, S.-S. Xue. Polarization of a probe laser beam due to nonlinear QED effects. Phys. Rev. A 95, 012108 (2017). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.95.012108
A. Kosowsky. Cosmic microwave background polarization. Ann. Phys. 246, 49 (1996). https://doi.org/10.1006/aphy.1996.0020
H. Kubo, R. Nagata. Stokes parameters representation of the light propagation equations in inhomogeneous anisotropic, optically active media. Opt. Commun. 34, 306 (1980). https://doi.org/10.1016/0030-4018(80)90383-1
H. Kubo, R. Nagata. Vector representation of behavior of polarized light in a weakly inhomogeneous medium with birefringence and dichroism. J. Opt. Soc. Am. 73, 1719 (1983). https://doi.org/10.1364/JOSA.73.001719
H. Kubo, R. Nagata. Vector representation of behavior of polarized light in a weakly inhomogeneous medium with birefringence and dichroism. II. Evolution of polarization states. J. Opt. Soc. Am. A 2, 30 (1985). https://doi.org/10.1364/JOSAA.2.000030
H.J. Schneider-Muntau, J. Toth, H.W. Weijers. Generation of the highest continuous magnetic fields. IEEE Trans. Appl. Supercond. 14, 1245 (2004). https://doi.org/10.1109/TASC.2004.830543
H. Daido, F. Miki, K. Mima, M. Fujita, K. Sawai, H. Fujita, Y. Kitagawa, S. Nakai, C. Yamanaka, Generation of a strong magnetic field by an intense CO2 laser pulse. Phys. Rev. Lett. 56, 846 (1986). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.56.846
H. Daido, K. Mima, F. Miki, M. Fujita, Y. Kitagawa, S. Nakai, C. Yamanaka. Ultrahigh pulsed magnetic field produced by a CO2 laser. Jpn. J. Appl. Phys. 26, 1290 (1987). https://doi.org/10.1143/JJAP.26.1290
E.S. Zhivopistsev, A.G. Kamushkin, V.V. Korobkin, A.V. Morozov, S.L. Motylev. Generation of a mega-gauss magnetic field in a coil oscillator with laser-driven emf. Kvant. Elektron. 18, 1142 (1991) (in Russian).
C. Courtois, A.D. Ash, D.M. Chambers, R.A.D. Grundy, N.C. Woolsey. Creation of a uniform high magnetic-field strength environment for laser-driven experiments. J. Appl. Phys. 98, 054913 (2005). https://doi.org/10.1063/1.2035896
G. Liao, Y. Li, B. Zhu, Y. Li, F. Li, M. Li, X. Wang Z. Zhang, S. He, W. Wang, F. Lu, F. Zhang, L. Yang, K. Zhou, N. Xie et al. Proton radiography of magnetic fields generated with an open-ended coil driven by high power laser pulses. Matter Radiat. Extrem. 1, 187 (2016). https://doi.org/10.1016/j.mre.2016.06.003
K.F.F. Law, M. Bailly-Grandvaux, A. Morace, S. Sakata, K. Matsuo, S. Kojima, S. Lee, X. Vaisseau, Y. Arikawa, A. Yogo, K. Kondo, Z. Zhang, C. Bellei, J.J. Santos, S. Fujioka, H. Azechi. Direct measurement of kilo-tesla level magnetic field generated with laser-driven capacitor-coil target by proton deflectometry. Appl. Phys. Lett. 108, 091104 (2016). https://doi.org/10.1063/1.4943078
C. Rizzo, A. Rizzo, D.M. Bishop. The Cotton–Mouton effect in gases: experiment and theory. Int. Rev. Phys. Chem. 16, 81 (1997). https://doi.org/10.1080/014423597230316
H.-H. Mei, W.-T. Ni, S.-J. Chen, S.-S. Pan. Axion search with Q & A experiment. Mod. Phys. Lett. A 25, 983 (2010). https://doi.org/10.1142/S0217732310000149
D. Sprehn, G. Caryotakis, A. Haase, E. Jongewaard, L. Laurent, C. Pearson, R. Phillips. Latest results in SLAC 75 MW PPM klystrons. In Proceedings of 7th Workshop on High Energy Density and High Power RF, Kalamata, Greece, 3-17 June, 2005, (American Institute of Physics, 2006), Vol. 807, p. 137.
V.V. Nikolskii, T.I. Nikolskaya, Electrodynamics and Propagation of Radio Waves (Nauka, 1989) (in Russian).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
