强激光与电子的相互作用研究

【摘要】：使用相对论性强激光与电子束对撞中产生的辐射研究非线性康普顿散射是粒子物理与强激光物理两个领域的交叉前沿课题。这一研究可以帮助理解在超强激光条件下的经典的和量子的物理理论,可以促进强场物理领域的科学研究。 在本文中,我们详细介绍了强激光与电子的相互作用理论。论文的前半部分总结了前人的研究成果,首先详细讲述了激光的发展历史；接着介绍了自由费米子狄拉克方程和平面波场中的狄拉克方程的解；接下来对单光子和自由电子的康普顿散射作了量子推导计算,考虑了光子在不同极化方向和非极化光入射时,计算了微分散射截面和极化度,并得到一些相关结果。论文的后半部分则详细介绍了我们自己的研究成果,考虑在激光背景下,相对论性的极化的电子与圆极化强激光的多光子正面碰撞过程,对散射过程进行了推导,计算了散射截面。前人所做的关于激光与电子的相互作用研究,没有考虑电子的自旋,并且电子是非相对论性的,是在静止系下非极化电子和圆极化激光的碰撞过程。而本文在前人的基础上,考虑了相对论性的极化电子与圆极化的多光子散射过程,由此得出一些新的结果。