Вакуумне подвійне променезаломлення в надкритичному магнітному полі
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe64.3.181Ключові слова:
Вакуумне подвійне променезаломлення, квантова електродинаміка, сильне магнітне полеАнотація
В роботi розглянуто ефект подвiйного променезаломлення фiзичного вакууму в сильному магнiтному полi. В рамках квантової теорiї поля дослiджено поляризацiйний тензор у постiйному зовнiшньому магнiтному полi на основi функцiї Грiна електрона через суму по рiвнях Ландау. Розглянуто випадок найнижчих рiвнiв Ландау для фотонiв з енергiєю нижче порога народження електрон-позитронної пари. Знайдено, в даному наближеннi, показники заломлення фiзичного вакууму для аномальної та нормальної хвилi.
Посилання
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. 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
A. Di. Piazza, C. Muller, K.Z. Hatsagortsyan, C.H. Keitel. Extremely high-intensity laser interactions with fundamental quantum systems. Rev. Mod. Phys. 84, 1177 (2012). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.84.1177
J.P. Zou, C. Le Blanc, D.N. Papadopoulos, G. Cheriaux, P. Georges, G. Mennerat, F. Druon, L. Lecherbourg, A. Pellegrina, P. Ramirez et al. Design and current progress of the Apollon 10 PW project. High Power Laser Sci. Eng. 3, e2 (2015). https://doi.org/10.1017/hpl.2014.41
H.P. Schlenvoigt, T. Heinzl, U. Schramm, T. Cowan, R. Sauerbrey. Prospects for studying vacuum polarisation using dipole and synchrotron radiation. Phys. Scr. 91, 023010 (2016). https://doi.org/10.1088/0031-8949/91/2/023010
O. Tesileanu, D. Ursescu, R. Dabu, N.V. Zamfir. Extreme light infrastructure. J. Phys.: Conf. Ser. 420, 012157 (2013). https://doi.org/10.1088/1742-6596/420/1/012157
R.P. Mignani, V. Testa, D. Gonzalez 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. R. Astron. Soc. 465, 492 (2017). https://doi.org/10.1093/mnras/stw2798
H. Euler, B. Kockel, The scattering of light by light in the Dirac theory. Naturwissenschaften 23, 246 (1935). https://doi.org/10.1007/BF01493898
W. Heisenberg, H. Euler. Folgerungen aus der Diracschen Theorie des Positrons. Z. Phys. 98, 714 (1936). https://doi.org/10.1007/BF01343663
I.A. Batalin, A.E. Shabad. Green's function of a photon in a constant homogeneous electromagnetic field of general form. JETP 33, 483 (1971).
J. Schwinger. On gauge invariance and vacuum polarization. Phys. Rev. 82, 664 (1951). https://doi.org/10.1103/PhysRev.82.664
S. Adler. Photon splitting and photon dispersion in a strong magnetic field. Ann. Phys. 67, 599 (1971). https://doi.org/10.1016/0003-4916(71)90154-0
W. Tsai. Vacuum polarization in homogeneous magnetic fields. Phys. Rev. D 10, 2699 (1974). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.10.2699
V.M. Katkov. Polarization operator of a photon in a magnetic field. Zh. ` Eksp. Teor. Fiz. 150, 229 (2016) (in Russian).
W. Tsai, T. Erber. Propagation of photons in homogeneous magnetic fields: Index of refraction. Phys. Rev. D 15, 1132 (1975). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.12.1132
K. Kohri, S. Yamada. Polarization tensors in strong magnetic fields. Phys. Rev. D 65, 043006 (2002). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.65.043006
A. Shabad. Photon dispersion in a strong magnetic field. Ann. Phys. 90, 166 (1975). https://doi.org/10.1016/0003-4916(75)90144-X
M. Diachenko, O. Novak, R. Kholodov. A cascade of e?e+ pair production by a photon with subsequent annihilation to a single photon in a strong magnetic field. Laser Phys. 26, 066001 (2016). https://doi.org/10.1088/1054-660X/26/6/066001
K. Hattori, K. Itakura. Vacuum birefringence in strong magnetic fields: (I) Photon polarization tensor with all the Landau levels. Ann. Phys. 330, 23 (2013). https://doi.org/10.1016/j.aop.2012.11.010
K. Hattori, K. Itakura. Vacuum birefringence in strong magnetic fields: (II) Complex refractive index from the lowest Landau level. Ann. Phys. 334, 58 (2013). https://doi.org/10.1016/j.aop.2013.03.016
G. Calucci, R. Ragazzon. Nonlogarithmic terms in the strong field dependence of the photon propagator. J. Phys. A 27, 2161 (1994). https://doi.org/10.1088/0305-4470/27/6/036
V.P. Gusynin, V.A. Miransky, I.A. Shovkovy. Dimensional reduction and catalysis of dynamical symmetry breaking by a magnetic field. Nucl. Phys. B 462, 249 (1996). https://doi.org/10.1016/0550-3213(96)00021-1
A. Chodos, K. Everding, D.A. Owen. QED with a chemical potential: The case of a constant magnetic field. Phys. Rev. D 42, 2881 (1990). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.42.2881
V.P. Gusynin, V.A. Miransky, I.A. Shovkovy. Dynamical chiral symmetry breaking by a magnetic field in QED. Phys. Rev. D 52, 4747 (1995). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.52.4747
V.P. Gusynin, V.A. Miransky, I.A. Shovkovy. Dimensional reduction and dynamical chiral symmetry breaking by a magnetic field in 3 + 1 dimensions. Phys. Lett. B 349, 477 (1995). https://doi.org/10.1016/0370-2693(95)00232-A
D.B. Melrose, A.J. Parle. Quantum electrodynamics in strong magnetic fields. I. Electron states. Aust. J. Phys. 36, 755 (1983). https://doi.org/10.1071/PH830755
P.I. Fomin, R.I. Kholodov. To the theory of resonance quantum electrodynamic processes in an external magnetic field. Ukr. Fiz. Zh. 44, 1526 (1999) (in Ukrainian).
M.M. Dyachenko, O.P. Novak, R.I. Kholodov. Resonant threshold two-photon e?e+ pair production onto the lowest Landau levels in a strong magnetic field. Ukr. J. Phys. 59, 849 (2014). https://doi.org/10.15407/ujpe59.09.0849
M.M. Diachenko, O.P. Novak, R.I. Kholodov. Pair production in a magnetic and radiation field in a pulsar magnetosphere. Mod. Phys. Lett. A 30, 1550111 (2015). https://doi.org/10.1142/S0217732315501114
M.M. Diachenko, O.P. Novak, R.I. Kholodov. Resonant generation of an electron–positron pair by two photons to excited Landau levels. JETP 121, 813 (2015). https://doi.org/10.1134/S1063776115110126
N.N. Bogoliubov, D.V. Shirkov. Introduction to the Theory of Quantized Field (Interscience Publishers, 1959).
K. Fukushima. Magnetic-field induced screening effect and collective excitations. Phys. Rev. D 83, 111501 (2011). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.83.111501
A.E. Shabad. Interaction of electromagnetic radiation with supercritical magnetic field. In Workshop SMFNS/ICIMAF, Havana (2004), p. 0307214.
A.A. Sokolov, I.M. Ternov, V.G. Bagrov, R.A. Rzayev. Synchrotron Radiation (Nauka, 1966) (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}
