強い電磁場における散乱・放射の素過程の定式化と高エネルギー現象論への応用

強い電磁場を系に印加すると系は非線形な応答を見せる。強い電磁場中の非線形物理過程は、理論・実験ともに理解がない未開の領域であり基礎的な重要性がある。また、さまざまな極限状況で強い電磁場が現実に生成され、それに伴う非線形物理過程が重要な現象論的役割を果たすと考えられている。さらに、近年の実験的技術の進歩によって、強い電磁場の非線形物理過程を実験室でつぶさに調べる準備が整ってきている。本研究の目的は、強い電磁場中での非線形物理過程の解明の第一歩として、強い電磁場中の散乱・放射の素過程の定式化を完成させ、その物理的な帰結を明らかにすることである。今年度は、昨年度までに構築した不安定真空中の散乱理論や半古典近似の解析手法を実際の物理現象に適用した。特に強電場中の光子の複屈折過程の解析に応用し、強電磁場中の非自明な真空構造を反映した特異なスペクトル構造が現れることを明らかにした。得られた結果は現在論文を準備中である。また、強い電磁場の物理の文脈で構築した定式化を他の類似の物理現象・状況へ応用する研究も実行した。特に初期過程の再熱化過程において非摂動効果によって新しい粒子生成チャンネルが可能になることを示した。また、広い意味での強い場の物理の研究の一環として、強い渦渡場が印加された系の長波長有効理論を構築し、強い渦渡場の効果によって新しい輸送現象が可能になることを示した。以上に加えて、近年10年の分野の進展をまとめた長編レビュー論文を国際共同研究のもとで出版した。

強い電磁場を系に印加すると系は非線形な応答を見せる。強い電磁場中の非線形物理過程は、理論・実験ともに理解がない未開の領域であり基礎的な重要性がある。また、さまざまな極限状況で強い電磁場が現実に生成され、それに伴う非線形物理過程が重要な現象論的役割を果たすと考えられている。さらに、近年の実験的技術の進歩によって、強い電磁場の非線形物理過程を実験室でつぶさに調べる準備が整ってきている。本研究の目的は、強い電磁場中での非線形物理過程の解明の第一歩として、強い電磁場中の散乱・放射の素過程の定式化を完成させ、その物理的な帰結を明らかにすることである。今年度は、昨年度までに構築した不安定真空中の散乱理論や半古典近似の解析手法を実際の物理現象に適用した。特に強電場中の光子の複屈折過程の解析に応用し、強電磁場中の非自明な真空構造を反映した特異なスペクトル構造が現れることを明らかにした。得られた結果は現在論文を準備中である。また、強い電磁場の物理の文脈で構築した定式化を他の類似の物理現象・状況へ応用する研究も実行した。特に初期過程の再熱化過程において非摂動効果によって新しい粒子生成チャンネルが可能になることを示した。また、広い意味での強い場の物理の研究の一環として、強い渦渡場が印加された系の長波長有効理論を構築し、強い渦渡場の効果によって新しい輸送現象が可能になることを示した。以上に加えて、近年10年の分野の進展をまとめた長編レビュー論文を国際共同研究のもとで出版した。