CC BY
31
Том 153, кн. 2
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ КАЗАНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Физико-математические пауки
2011
Гайиутдииоа Р.Х., Мутыгуллхша A.A., Васильев A.A., Петрова A.C., Хамадеев М.А. Поляризация вакуума и эффекты пелокалыгости при взаимодействии вещества с интенсивными электромагнитными полями // Учен. зап. Казап. уп-та. Сер. Физ.-матем. пауки. 2011. Т. 153, кп. 2. С. 178 193.
УДК 539.189.1—530.145:535.14
ПОЛЯРИЗАЦИЯ ВАКУУМА И ЭФФЕКТЫ НЕЛОКАЛЬНОСТИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ВЕЩЕСТВА С ИНТЕНСИВНЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ
Р.Х. Гайпутдипов, А.А. Мутыгуллипа, А.А. Васильев, А. С. Петрова, М.А. Хамадеев
Аннотация
На примере мюоппых атомов, сверхкритических атомов и интенсивных лазерных полей обсуждаются новые возможности, которые открывает формализм обобщенной квантовой динамики в атомной физике, атомной спектроскопии и квантовой оптике. Демонстрируются преимущества этого формализма по сравнению со стандартными методами при описании связанных состояний в мюоппых атомах и атомах со сверхкритическим ядром. а также при выводе эффективного оператора взаимодействия радиационного поля с сильным лазерным полем.
Ключевые слова: нестабильный вакуум, мюоппые атомы, сверхтяжелые ядра, эффективное взаимодействие света со светом.
Summary
R.Kh. Gainutdinuv, A.A. Mutygullina, A.A. Vasilev, A.S. Petrova, М.А. Khamadeev. Vacuum Polarization and the Nonlocalit.y Effects in the Interaction of Matter with Intense Electromagnetic Fields.
New possibilities that, the generalized quantum dynamics formalism opens in atomic physics, atomic spectroscopy and quantum optics are discussed by using the examples of muonic atoms, supercritical atoms, and intense laser fields. Our analysis demonstrates the advantages of the formalism in comparison wit.li the standard methods in describing the bound states in muonic atoms and atoms wit.li supercharged nuclei as well as in deriving the effective interaction operator of the radiation field wit.li a strong external field.
Key words: unstable vacuum, muonic atoms, superheavy nuclei, effective light-light, interaction.
Литература
1. В one E., Rinker G.A. The Energy Levels of Muonic Atoms // Rev. Mod. Pliys. 1982. V. 54, No 1. P. 67 118.
2. Watson P.J.C., Sundaresan M.K. Discrepancy between Theory and Experiment, in Muonic X Rays A Critical Discussion // Can. J. Pliys. 1974. V. 52, No 20. P. 2037 2058.
3. Boric E. Lamb shift, in muonic hydrogen // Pliys. Rev. A. 2005. V. 71, No 3. P. 032508-1 032508-8.
4. Eides M.I., Grotch H., Shelyuto V.A. Theory of Light. Hydrogenic Bound States (Springer Tracts Mod. Phys. V. 222). Springer. 2007. 278 p.
5. Barrett R., Jackson D. Nuclear sizes and structure. Oxford: Clarendon Press, 1977. 576 p.
6. Greiner W., Müller В., Rafelski J. Quantum Electrodynamics of Strong Field. Berlin: Heidelberg: Springer-Verlag, 1985. 594 p.
7. Reinhardt J., Müller U., Müller В., Greiner W. The decay of the vacuum in the field of superheavy nuclear systems // Z. Phys. A Atoms and Nuclei. 1981. V. 303, No 3. P. 173 178.
8. Mourou G.A., Tajima Т., Bulanov S.V. Optics in the relativistic regime // Rev. Mod. Phys. 2006. V. 78. P. 309 371.
9. Yanovsky V., Ghvykov V., Kalinehenko G., Rousseau P., Planchon Т., Matsuoka Т., Maksimchuk A., Nees J., Cheriaux G., Mourou G., Krushelnick K. Ultra-high intensity 300-TW laser at 0.1 Hz repetition rate // Opt. Express. 2008. V. 16, No 3. P. 2109 2114.
10. Нарожмый H.B., Буланов G.G., Мур В.Д., Попов B.C. О рождении e+e--nap сталкивающимися электромагнитными импульсами // Письма в ЖЭТФ. 2004. Т. 80, Вып. 6. С. 434 438.
11. Gainutdinov R.Kh. Nonlocal interactions and quantum dynamics // J. Phys. A: Math. Gen. 1999. V. 32, No 30. P. 5657 5677.
12. Gainutdinov R.Kh., Mutygullina A.A. Nonlocality of the NN interaction in an effective field theory // Phys. Rev. C. 2002. V. 66, No 1. P. 014006-1 014006-13.
13. Гайпутдипов P.X. Естественное уширепие спектральных лилий мпогозарядпых иопов и проблема поверхностных расходимостей // ЖЭТФ. 1995. Т. 108, Вып. 5. С. 1600 1613.
14. Gainutdinov R.Kh., Iyudin A.S., Mutygullina A.A. Description of the polarization effects in the muonic atoms within the framework of generalized quantum dynamics // Proc. of SPIE. 2006. V. 6181. P. 618113-1 618113-10.
15. Gell-Mann M., Low F. Bound States in Quantum Field Theory // Phys. Rev. 1951. V. 84, No 2. P. 350 354.
16. Швебер С. Введение в релятивистскую квантовую теорию поля. М.: Изд-во иностр. лит., 1963. 842 с.
17. Веселое A4.Г., Лабзовский Л.Н. Теория атома. Строение электронных оболочек. М.: Наука, 1986. 327 с.
18. Лабзовский Л.Н. Теория атома. Квантовая электродинамика электронных оболочек и процессы излучения. М.: Наука, 1996. 305 с.
19. Bergem Р., Piller G., Rueetchi А., Skalier L., Schellenberg L., Schneuwly H. Nuclear polarization and charge moments of 208Pb from muonic x rays // Phys. Rev. C. - 1988. -V. 37, No 6. P. 2821 2833.
20. Haga A., Horikawa Y., Toki H. Reanalysis of muonic 90Zr and 208Pb atoms // Phys. Rev. C. 2007. V. 75, No 4. P. 044315-1 044315-8.
21. Васильев A.A., Гайиутдииоа P.X., Мутыгуллхша A.A. Поправки высших порядков к лэмбовскому сдвигу в мюоппом водороде // Учен. зап. Казап. уп-та. Сер. Физ.-матем. пауки. 2008. Т. 150, кп. 2. С. 79 85.
22. Kinoshita Т., Nio М. Sixth-order vacuum-polarization contribution to the Lamb shift of muonic hydrogen // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82, No 16. P. 3240 3243.
23. Kuttmann F., Amir W., Biraben F., Indelicato P., Julien L., Kazamias S., Nez F., Conde C.A.N., Santos J.M.F. Dos, Veloso J.F.C.A., Huot O., Knoudes P., Mulhauser F., Sehaller L.A., Schneuwly H., Hanseh T.W., Pohl R., Hartmann F.J., Sehott W., Dhawan S., Hughes V.W., Liu Y.-W., Rabinowitz P., Taqqu D. The Muonic Hydrogen Lamb Shift. Experiment, at. PSI // Hyperfine Interact.. 2001. V. 138. P. 55 60.
24. Backe H., Senger P., Bonin W, Kankeleit E., Kramer M., Krieg R., Metag V., Trautmann N., Wilhelmy J.B. Estimates of the nuclear time delay in dissipat.ive U —U and U + Cm collisions derived from the shape of positron and delta-ray spectra / / Phys. Rev. Lett. 1983. V. 50, No 23. P. 1838 1841.
25. Sehweppe J., Gruppe A., Bethge K., Bokemeyer H,, Cowan Т., Folg er H., Greenberg J.S., Grein H., Ito S., Sehule R., Sehwalm D., Stiebing K.E., Trautmann N., Vincent P., Waldschmidt M. Observation of a peak structure in positron spectra from U — Cm collisions // Phys. Rev. Lett.. 1983. V. 51, No 25. P. 2261 2264.
26. Ahmad I., Austin Sam.M., Back B.B., Betts R.R., Calaprice F.P., Chan K.C., Chishti A., Conner C.M., Dunford R. W., Fox J.D., Freedman S.J., Freer M., Gazes S.B., Hallin A.L., Happ Th., Henderson D., Kaloskamis N.I., Kashy E., Kutschern W., Last J., Lister C.J., Liu M., Maier M.R., Mercer D.M., Mikolas D., Perera P.A., Rhein M.D., Roa D.E., Schiffer J.P., Trim,or T.A., Wilt P., Winfield J.S., Wolanski M., Wolfs F.L., Wuosmaa A.H., Young A.R., Yurkon J.E. Positron-electron pairs produced in heavy-ion collisions // Phys. Rev. C. 1999. V. 60, No 6. P. 064601-1 064601-14.
27. Фок В.А., Крылов Н.С. О двух основных толкованиях соотношения неопределенности для энергии и времени // ЖЭТФ. 1947. Т. 17, Вып. 2. Р. 93 107.
28. Гайиутдгшов Р.Х., Мутыгуллхша A.A., Петрова A.C. Связанные состояния в суперкритических полях и обобщенная квантовая динамика // Учен. зап. Казап. уп-та. Сер. Физ.-матем. пауки. 2009. Т. 151, кп. 1. С. 74 81.
29. Di Piazza A., Hatsagortsyan K.Z., Keitel С.Н. Harmonie generation from laser driven vacuum // Phys. Rev. D 2005. V. 72, No 8. P. 085005-1 085005-23.
Поступила в редакцию 19.05.10
Гайнутдинов Ренат Хамитович доктор физико-математических паук, профессор кафедры оптики и папофотопики Казанского (Приволжского) федерального университета.
E-mail: Renat.Gainutdinoveksu.ru
Мутыгуллина Айгуль Ахмадулловна кандидат физико-математических паук, доцепт кафедры общей физики Казанского (Приволжского) федерального университета.
E-mail: Aigul.Mutygullina Qksu.ru
Васильев Александр Александрович аспирант кафедры оптики и папофотопики Казанского (Приволжского) федерального университета.
E-mail: Aleksander. VasilievQksu.ru
Петрова Александра Сергеевна аспирант кафедры оптики и папофотопики Казанского (Приволжского) федерального университета.
E-mail: Aleksandra.PetrovaQksu.ru
Хамадеев Марат Актасович аспирант кафедры оптики и папофотопики Казанского (Приволжского) федерального университета.
E-mail: Marat.KhamadeevQksu.ru
