Картинка
Новини Про Інститут Наукова діяльність Структура Аспірантура Закупівлі Контакти Конференції ІПФ Профспілка

 

№40 - Відділ квантової електродинаміки сильних полів


Відділ створений на базі теоретичного відділу у 2012 р. Зав. відділом призначено д.ф.-м.н., проф., заслуженого діяча науки і техніки Рощупкіна С.П. З 2017 р. зав. відділу к.ф.-м.н., доц. Холодов Р.І.

Співробітники відділу: с.н.с. Денисенко О., н.с. Стародуб С., с.н.с. Цибульник В., н.с. Лебедь О., н.с. Левицька О., н.с. Недорешта В., зав. відділом, проф. Рощупкін С., с.н.с. Ворошило О.

Напрямки досліджень

  • Для піко- і фемтосекундних лазерів (τ~10-13c ) у сильних лазерних полях (W~1018-1019Вт/см2) розробити релятивістську теорію резонансних і нерезонансних процесів КЭД індукованих і модифікованих лазерним полем: розсіювання лептона на лептоні, спонтанне гальмове випромінювання при розсіюванні електрона на ядрі, фотонародження електрон- позитронних пар на ядрі, Комптон-ефект, народження електрон-позитронних пар фотоном, спонтанне випромінювання фотона електроном і ін.
  • Для фемтосекундних лазерів (τ~10-15c) у помірно сильних лазерних полях (W~1017Вт/см2) розробити релятивістську теорію резонансних і нерезонансних процесів КЭД індукованих і модифікованих лазерним полем: розсіювання лептона на лептоні, спонтанне гальмове випромінювання при розсіюванні електрона на ядрі, фотонародження електрон-позитронних пар на ядрі, Комптон-ефект, народження електрон-позитронних пар фотоном, спонтанне випромінювання електроном фотона й ін.
  • Розробити теорію інтерференційних ефектів резонансних і нерезонансних процесів КЭД у багаточастотному імпульсному лазерному полі.
  • Розробка квантової теорії ефективного потенціалу взаємодії електронів, іонів (легких і важких), а також позитронiя в сильних імпульсних лазерних полях.
  • Розробка релятивістської теорії посилення електромагнітного поля в процесах КЭД у лазерному полі, зокрема в області ультрарелятивістських енергій електронів.

Відділ регулярно проводить весінні та осінні наукові сесії.

Основні досягнення

2017

Виявлений параметричний інтерференційний ефект при народженні e+e_ пари при розсіюванні фотона на ядрі у полі двох імпульсних світлових хвиль. Показано, що диференціальний переріз в інтерференційної області перевищує переріз поза нею на два порядки величини.

(О.А. Лебедь, О.О. Левицька)

2016

Розроблена релятивістська теорія параметричного інтерференційного ефекта квантової електродинаміки в сильних імпульсних лазерних полях. Показана можливість перевеірки теорії в міжнародних мегапроектах: SLAC (National Accelerator Laboratory, Stanford, USA), PHELIX (Facility for Antiproton and Ion Research, Germany), Vulcan10 (Central Laser Facility, United Kingdom),  European X-ray Free Electron Laser (Germany), Extreme Light Infrastructure (Romania).

(Рощупкін С.П., Лебедь О.А., Ворошило О.І., Недорешта В.М., Падусенко Е.А.)

2015

У розділ "Ядерна фізика, фізика високих енергій і фізика плазми"

Побудована релятивістська теорія резонансної квантової електродинаміки в сильних лазерних і магнітних полях. Показана можливість перевірки даної теорії в міжнародних мегапроектах на лазерних установках: SLAC (National Accelerator Laboratory, Stanford, USA), PHELIX (Facility for Antiproton and Ion Research, Germany), Vulcan10 (Central Laser Facility, United Kingdom), European X-ray Free Electron Laser (Germany), Extreme Light Infrastructure (Romania). (С.П. Рощупкiн, О.А. Лебiдь, Р.І. Холодов, О.П. Новак, О.І. Ворошило)

2014

Вперше теоретично передбачене можливість значного (на декілька порядків величини) посилення інтенсивності лазерного випромінювання у процесі розсіяння ультрарелятивістських електронів на іонах у полі лазера. Цей ефект реалізується за рахунок енергії високоенергетичних електронів та значної переваги процесів вимушеного випромінювання електронами фотонів лазерного поля над процесами вимушеного поглинання. Знайдено коефіцієнт посилення електромагнітного випромінювання, який суттєво залежить від поляризації лазерної хвилі, а також від енергії електронів. Показана можливість посилення випромінювання лазера до екстремально потужних інтенсивностей. Результати теоретичних досліджень можуть бути використані у співробітництві у рамках мегапроектів FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research, Darmstadt, Germany), European XFEL project та ELI (Extreme Light Infrastructure project).

(С.П. Рощупкін, В.О. Цибульник)

2013

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. 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. 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 використані у співробітництві з колаборацією SPARC в рамках мегапроекту FAIR (Німеччина).

Графік залежності відношення резонансної ймовірності в імпульсному лазерному полі до ймовірності Комптон-ефекту у відсутності зовнішнього поля від інваріантного параметру $\tilde u$, що визначається початковими параметрами частинок при різних значеннях резонансного параметру $\beta$ для інтенсивності поля в піку імпульсу I = 4.4·1017 Вт/см2.

(С.П. Рощупкін, О.І. Ворошило, В.М. Недорешта)

- V.N. Nedoreshta, S.P. Roshchupkin and A.I. Voroshilo, Las. Phys. 23, 055301, (2013); - V.N. Nedoreshta, S.P. Roshchupkin and A.I. Voroshilo, Eur. Phys. J. D 67:56, (2013); - A.I. Voroshilo, V.N. Nedoreshta, and S.P. Roshchupkin, Phys. Rev. A, 88, 052109 (2013).

2012

Теоретично вивчені процеси квантової електродинаміки першого й другого порядків за постійною тонкої структури у полі двох інтенсивних імпульсних лазерних хвиль. Показано, що процеси розсіювання лептонів і випромінювання фотонів у таких полях можуть відбуватися у двох суттєво різних кінематичних областях: неінтерференційній й інтерференційній. Причому, в інтерференційній області істотні процеси корельованого випромінювання й поглинання фотонів обох хвиль і процес розсіювання відбувається в одній площині на задані кути. Ймовірність таких процесів значно перевершує відповідну ймовірність у будь-якій іншій геометрії. Результати теоретичних досліджень будуть використані у співробітництві з колаборацією SPARC в рамках мегапроекту FAIR (Німеччина).

(С.П. Рощупкін, О.А. Лебедь, О.О. Падусенко, О.І. Ворошило)

Останні новини

Різне

ІПФ НАН України отримав доступ до БВ Web of science за кошти держбюджету України Детальніше ...