激光尾場對光子Berry相位的修正.pdf

1、強激光與等離子體的相互作用是強場物理與等離子物理的一個交叉領域，有非常重要的發(fā)展前景和實際應用。而由強激光驅(qū)動的大振幅電子等離子體波(激光尾場)的動力學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度規(guī)gμv決定的有效時空背景中傳播。在此基礎上我們進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，運用幾何光學近似，得到光子在激光尾場背景下Hamilton的表達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式。 (4)本