激光尾場對光子Berry相位的修正.pdf

1、強(qiáng)激光與等離子體的相互作用是強(qiáng)場物理與等離子物理的一個交叉領(lǐng)域，有非常重要的發(fā)展前景和實際應(yīng)用。而由強(qiáng)激光驅(qū)動的大振幅電子等離子體波(激光尾場)的動力學(xué)行為是其中一個重要的研究內(nèi)容。 自從1984年，Berry提出量子系統(tǒng)的整體幾何相位以來，由粒子或準(zhǔn)粒子與場構(gòu)成的各類相互作用系統(tǒng)的幾何相研究一直是人們研究的熱點，本文研究了在激光尾場中傳播的光子Berry相位，為量子系統(tǒng)的幾何相提供了一個可實現(xiàn)的經(jīng)典實例。 本文在研究光

2、子與激光尾場的相互作用，遵循廣義相對論中粒子與場的相互作用幾何化的思想，把激光尾場處理為背景幾何。具體做法是：將等離子體波的密度擾動處理為有效幾何的光學(xué)度規(guī)gμv。而探針脈沖在激光尾場中傳播可以看作光子波包在光學(xué)度規(guī)gμv決定的有效時空背景中傳播。在此基礎(chǔ)上我們進(jìn)一步研究了激光尾場對探針脈沖光子的Berry相位的修正。而激光尾場對探針脈沖光子Berry相位的修正又為激光尾場的診斷提供了一種新的方法。 本文的基本理論框架是廣義相對

3、論、彎曲時空下Maxwell電磁場理論，Berry的幾何相理論、等離子體物理，主要內(nèi)容包括以下幾個方面： (1)由Gordon度規(guī)出發(fā)，給出激光尾場的有效度規(guī)。 (2)采用Hanni的在彎曲時空下的Maxwell方程組，運用幾何光學(xué)近似，得到光子在激光尾場背景下Hamilton的表達(dá)式和探針脈沖光子所滿足的運動方程。 (3)研究了激光尾場對探針脈沖光子Berry相位的影響，并且給出了解析表達(dá)式。 (4)本