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频率啁啾对强场下真空正负电子对产生的增强效应

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物理学报 2022年第13期71卷 97-114页

作者：谢柏松李烈娟麦丽开·麦提斯迪克王莉北京师范大学核科学与技术学院北京100875 北京市科学技术研究院辐射技术研究所北京100875

在强背景场下真空产生正反粒子对的研究中,频率啁啾对增强粒子对的产生起着关键作用.本文介绍了狄拉克-海森伯-维格纳(Dirac-Heisenberg-Wigner)、求解量子弗拉索夫方程(quantum Vlasov equation)和计算量子场论等方法,并详细综述了它... 详细信息

在强背景场下真空产生正反粒子对的研究中,频率啁啾对增强粒子对的产生起着关键作用.本文介绍了狄拉克-海森伯-维格纳(Dirac-Heisenberg-Wigner)、求解量子弗拉索夫方程(quantum Vlasov equation)和计算量子场论等方法,并详细综述了它们如何应用到空间非均匀场、均匀含时场以及外部势场中正负电子对产生的研究.通过研究各种不同的场得到了不同参数(如场强和基准频率)下产生的粒子动量谱和粒子对产额,发现当频率啁啾形式或/和啁啾强度改变时结果受到显著影响.在低频场下啁啾增强的数密度可提高2—3个数量级,这主要是因为啁啾增加了场的高频成分,从而低频强场和高频弱场相结合的动力学辅助机制起到了很大的作用.一般来说在高频情况下数密度只有几倍的提高,说明动力学辅助作用被大大地抑制了.在有空间变化的场情形下,对于小空间尺度变化的场,无啁啾时本身的数密度不高,但啁啾可以对数密度有数量级的提高;对于大空间尺度变化的场,数密度逐渐趋于空间均匀的结果,啁啾也能对数密度有几倍的提高.通过Wentzel-Kramer-Brillouin近似和转变点结构的物理分析和讨论可以对相关的数值结果进行理解.最后简要地给出了频率啁啾对粒子对产生增强效应可能的应用前景与展望.

关键词：正负电子对产生频率啁啾强场量子动理学方法

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非线性啁啾频率对势阱产生正负电子对的增强

强激光与粒子束 2023年第1期35卷 36-45页

作者：王莉李烈娟麦丽开·麦提斯迪克谢柏松北京市科学技术研究院辐射技术研究所北京100875 北京师范大学核科学与技术学院北京100875

用计算量子场论方法研究了非线性啁啾频率对势阱中正负电子对产生的增强效应。研究了由静态势阱和动态势阱组成的组合势阱中产生的正负电子对的密度、产额和能谱等性质随着啁啾参数的变化,分析了组合势阱的频谱和瞬时束缚态。发现非线... 详细信息

用计算量子场论方法研究了非线性啁啾频率对势阱中正负电子对产生的增强效应。研究了由静态势阱和动态势阱组成的组合势阱中产生的正负电子对的密度、产额和能谱等性质随着啁啾参数的变化,分析了组合势阱的频谱和瞬时束缚态。发现非线性啁啾效应对低频区域比较敏感,与固定频率情况相比可以使粒子数增加2~3倍。与组合势阱相比,非线性啁啾效应对单个振荡势阱更敏感。在低频下单个振荡的势阱中正负电子对产额可提高多个数量级。这是因为在低频下单个振荡的势阱中,主要通过量子隧穿过程产生的正负电子对数目非常低。非线性啁啾效应增加了高频场成分,提高了多光子过程和动力学辅助机制。由于高频抑制作用,所以非线性啁啾效应对高频区域粒子的增量不大,甚至会抑制正负电子对的产生。

关键词：正负电子对产生非线性啁啾频率计算量子场论多光子过程动力学辅助机制

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强场中真空正负电子对产生的低密度近似

北京师范大学学报（自然科学版） 2022年第5期58卷 743-747页

作者：李烈娟麦丽开·麦提斯迪克王莉谢柏松北京师范大学核科学与技术学院北京100875 北京市科学技术研究院辐射技术研究所北京100875

在空间均匀含时的强外场下真空正负电子对产生的研究中,从散射势转变点的角度,严格证明了源于量子Vlasov方程的低密度近似方法(low density approximation,LDA)与半经典的WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin)方法等价.通过对典型例子进行数... 详细信息

在空间均匀含时的强外场下真空正负电子对产生的研究中,从散射势转变点的角度,严格证明了源于量子Vlasov方程的低密度近似方法(low density approximation,LDA)与半经典的WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin)方法等价.通过对典型例子进行数值计算和说明,对这2种方法的等价性进行了检验.当有较多转变点时,WKB积分变得烦琐,相较而言,LDA更具有计算优势.本研究将量子动力学过程和量子隧穿过程联系起来,有助于深入理解强场下真空中正负电子对的产生过程.

关键词：强场物理正负电子对产生低密度近似

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一维带电颗粒链中的孤立波及其动力学稳定性

西北师范大学学报（自然科学版） 2019年第1期55卷 39-43,60页

作者：石玉仁李晓霖李烈娟唐娜席忠红西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070 甘肃民族师范学院物理与水电工程系甘肃合作747000

对一维带电颗粒链中孤立波的传播特性及其动力学稳定性进行了数值研究.结果表明,在一维带电颗粒链中存在速度孤立波,且其在不同类型的扰动下均具有很强的稳定性.此外,给出了描述一维带电颗粒链中孤立波运动的非线性方程.

关键词：带电颗粒链孤立波动力学稳定性

Decaying solitary waves propagating in one-dimensional damped granular chain

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Chinese Physics B 2018年第7期27卷 388-392页

作者：宋宗斌杨雪滢封文星席忠红李烈娟石玉仁 College of Physics and Electronic Engineering Northwest Normal University Lanzhou 730070 China Laboratory of Atomic Molecular Physics & Functional Material of Gansu Province Lanzhou 730070 China College of Physics and Hydropower Engineering Gansu Normal University For Nationalities Hezuo 747000 China

We numerically investigate the nonlinear waves propagating in a one-dimensional particle chain when the damping effect is taken into account. It is found that decaying solitary waves exist, in which the amplitude of the wave decreases exponentially as time increases. Meanwhile, the velocity of the solitary wave also slows down as time goes. This result implies that the damping coefficient is an important parameter in such a nonlinear system. Theoretical analysis has also been done by the reductive perturbation method. The result indicates that the nonlinear waves propagating in such a system can be described by the damped KdV equation.

关键词： damping granular chain solitary wave damped KdV equation

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孤立波在一维阻尼颗粒链中的传播

西北师范大学学报（自然科学版） 2018年第3期54卷 29-32,56页

作者：石玉仁宋宗斌杨雪滢李烈娟封文星西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070

对孤立波在一维有阻尼颗粒链中的传播进行了数值研究.结果表明,当颗粒链中存在阻尼时,随着时间的增加,孤立波的振幅呈指数式衰减;同时,其速度也随之减小.当阻尼增大时,孤立波衰减得更快.

关键词：颗粒物质阻尼颗粒链孤立波

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孤立波在一维带电颗粒链中的传播

西北师范大学学报（自然科学版） 2018年第6期54卷 42-46页

作者：孙建安李烈娟李晓霖杨雪滢石玉仁西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070

对孤立波在一维带电颗粒链中的传播进行了数值研究.结果表明,颗粒所带电荷量越大、杨氏模量越大或阻尼系数越小,产生的孤立波振幅越大.随着时间增加,孤立波振幅呈指数式衰减.颗粒所带电量及阻尼系数对衰减率具有明显影响,而杨氏模量的... 详细信息

对孤立波在一维带电颗粒链中的传播进行了数值研究.结果表明,颗粒所带电荷量越大、杨氏模量越大或阻尼系数越小,产生的孤立波振幅越大.随着时间增加,孤立波振幅呈指数式衰减.颗粒所带电量及阻尼系数对衰减率具有明显影响,而杨氏模量的影响则相对较小.

关键词：带电颗粒链孤立波数值模拟

Enhancement of electron–positron pairs in combined potential wells with linear chirp frequency

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Chinese Physics B 2023年第1期32卷 153-160页

作者：王莉李烈娟麦丽开·麦提斯迪克安荣李静静谢柏松张丰收 Institute of Radiation Technology Beijing Academy of Science and TechnologyBeijing 100875China Key Laboratory of Beam Technology of Ministry of Education College of Nuclear Science and TechnologyBeijing Normal UniversityBeijing 100875China

Effect of linear chirp frequency on the process of electron–positron pairs production from vacuum is investigated by the computational quantum field *** appropriate chirp parameters,the number of electrons created under combined potential wells can be increased by two or three *** the low frequency region,frequency modulation excites interference effect and multiphoton processes,which promotes the generation of electron–positron *** the high frequency region,high frequency suppression inhibits the generation of electron–positron *** addition,for a single potential well,the number of created electron–positron pairs can be enhanced by several orders of magnitude in the low frequency region.

关键词： electron–positron pairs linear chirp frequency the computational quantum field theory

Numerical simulation on modulational instability of ion-acoustic waves in plasma

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Chinese Physics B 2019年第2期28卷 341-345页

作者： Yi-Rong Ma Lie-Juan Li Wen-Shan Duan Center for Quantum Technology Research School of PhysicsBeijing Institute of Technology College of Physics and Electronic Engineering Joint Laboratory of Atomic and Molecular Physics of NWNU&IMP CASNorthwest Normal University

In this paper, the one-dimensional(1D) particle-in-cell(PIC) simulation is used to study the modulation instability of ion acoustic waves in electron–ion plasmas. The ion acoustic wave is described by using a nonlinear Schr¨odinger equation(NLSE) derived from the reductive perturbation method. Form our numerical simulations, we are able to demonstrate that,after the modulation, the amplitude increases steadily over time. Furthermore, by comparing the numerical results with traditional analytical solutions, we acquire the application scope for the reductive perturbation method to obtain the *** also find this method can also be extended to other fields such as fluid dynamics, nonlinear optics, solid state physics,and the Bose–Einstein condensate to validate the application scope of the results from the traditional perturbation method.

关键词： modulational instability particle-in-cell simulation the reductive perturbation method