Ефект Комптона в інтенсивному полі електромагнітного випромінювання
В.М. Недорешта, О.І. Ворошило, С.П. Рощупкін
Інститут прикладної фізики НАН України, м. Суми
Вперше теоретично досліджено процес резонансного та нерезонансного розсіяння фотона на електроні в полі інтенсивної імпульсної лазерної хвилі, тривалість імпульсу якої значно більше характерного часу коливань.
Нелінійні ефекти в процесах взаємодії частинок з полем хвилі
визначаються класичним релятивістськи-інваріантним параметром [1] 
, який
чисельно дорівнює відношенню роботи поля на довжині хвилі до енергії спокою
частинки. Задача розглядається для інтенсивних лазерів, коли 
, 
, що для
оптичного діапазону частот відповідає інтенсивності зовнішнього поля I~1017-1018
Вт∙см-2.
Визначено кінематичні області протікання процесу. Якщо
частота фотона, що розсіюється 
, знаходиться поблизу резонансної частоти 
, то процес
протікає резонансним чином [2], якщо ж 
, то має місце
нерезонансний Комптон-ефект [3].
Знайдено вирази для повної імовірності таких процесів для помірно сильного поля I~1017-1018 В∙см-2 та проведено порівняння одержаних результатів з вірогідністю ефекту Комптона за відсутності зовнішнього поля.
Рисунок. Графік залежності відношення резонансної ймовірності в
імпульсному лазерному полі до ймовірності Комптон-ефекту у відсутності зовнішнього
поля від інваріантного параметру 
, що визначається початковими
параметрами частинок при різних значеннях резонансного параметру 
для
інтенсивності поля в піку імпульсу I~1017-1018
Вт∙см-2.
Показано, що нерезонансна ймовірність в імпульсному лазерному полі може на 200% перевищувати відповідну ймовірність без зовнішнього поля. При цьому резонансна ймовірність може на 4 порядки величини перевищувати відповідну ймовірність без зовнішнього поля. Результати теоретичних досліджень можуть бути перевірені в рамках мегапроекту FAIR (Німеччина) [4].
1. V.I. Ritus and A.I. Nikishov, Trudy FIAN 111, 5 (1979).
2. A.I. Voroshilo, V.N. Nedoreshta, and S.P. Roshchupkin, Phys. Rev. A, 88, 052109 (2013).
3. V.N. Nedoreshta, S.P. Roshchupkin and A.I. Voroshilo, Eur. Phys. J. D 67:56, (2013).
4. http://www.fair-center.eu/.
