高能电子在电磁等离子体中的辐射能量损失研究

摘要

近年来,随着激光技术的飞速发展,用超短超强激光辐照金属薄片产生的电磁等离子体已引起科学家们的重视。鉴于电磁等离子体存在的高温高压的极端条件,要想深入的了解其特性与运动规律,必须采取各种间接的诊断方法。我们知道在相对论高能重离子碰撞的硬过程中产生的大横动量喷注在穿过夸克胶子等离子体介质时,会与介质部分子发生多重散射进而诱导胶子辐射导致喷注的能量损失,并且部分子喷注的能量损失对喷注穿过的介质特性非常敏感,所以研究喷注的能量损失是了解夸克胶子等离子体特性的一个较好的诊断方法,也是目前QGP信号研究的热点。启发于此,我们将其运用到电磁等离子体中来,计算了高能电子喷注穿过电磁等离子体时由于与介质的多重散射诱发光子辐射的能量损失,进而间接的了解电磁等离子体的特性。
　　 本文在QED框架下G—W模型的基础上,首先采用GLVopacity展开的方法,计算了高能电子喷注穿过电磁等离子体介质时与介质发生多重散射诱发光子辐射导致的opacity一阶与二阶的能量损失,得出结论,在opacity比较大的时候,opacity高阶贡献较大,opacity一阶对能量损失的贡献不再占据主导地位,所以针对电磁等离子体尺度较大,高能电子穿过等离子体时碰撞次数也大的情况,opacity展开的方法不再适用。鉴于此,我们又采用了BDMPS的方法,计算了较厚的介质中当高能电子穿过,碰撞次数N>>1时引起的辐射能量损失,得到结论,高能电子穿过有限尺度的电磁等离子体时与介质的多次散射诱发光子辐射的辐射能量损失与介质靶的厚度L成线性依赖关系。

目录

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第一章 引言

第二章 等离子体的相关知识

2.1 等离子体德拜屏蔽势与德拜长度

2.2 等离子体的应用

第三章 QGP中部分子喷注的能量损失

3.1 光锥变量简介

3.2 高能部分子多重散射的G-W模型

3.3 BDMPS的部分子喷注能量损失的计算

3.4 GLV的opacity扩展技术

第四章 电磁等离子体中的能量损失

4.1 QED框架下G-W模型的费曼规则

4.2 opacity展开的方法计算电磁等离子体中的辐射能量损失

4.3 BDMPS的方法计算电磁等离子体中的辐射能量损失

4.3.1 多重散射诱发的软光子近似下的辐射谱分布

4.3.2 辐射密度的精确计算以及能量损失

第五章 工作小结与展望

参考文献

致谢