Details

Теоретически исследован процесс резонансного рождения электрон-позитронной пары и гамма-кванта при столкновении высокоэнергетического гамма-кванта с сильной электромагнитной волной. Данный процесс также известен как фотонный трезубец. Получено аналитическое релятивистски-инвариантное выражение амплитуды фотонного трезубца с использованием функций Волкова. В условиях резонанса Олейника исходный процесс второго порядка по постоянной тонкой структуры эффективно распадается на последовательно протекающие процессы первого порядка – нелинейный процесс Брейта-Уилера и нелинейный эффект Комптона. Детально исследована резонансная кинематика канала А данного процесса, получены аналитические выражения для энергий конечных частиц. Продемонстрировано, что энергия позитрона определяется нелинейным процессом Брейта-Уилера (квадратное уравнение относительно энергии позитрона), а энергии электрона и конечного гамма-кванта определяются нелинейным эффектом Комптона (кубическое уравнение относительно энергии электрона). Показана сильная зависимость энергий конечных частиц от их углов вылета и параметров внешнего поля.

The process of an electron-positron pair and a gamma quantum in the collision of a high-energy gamma quantum with a strong electromagnetic wave has been theoretically investigated. This process is also known as the photon trident. An analytical relativistically invariant expression for the photon trident amplitude has been obtained using Volkov functions. Under the Oleinik resonance conditions, the initial second-order process in the fine-structure constant effectively factorizes into two sequential first-order processes: the nonlinear Breit-Wheeler process and the nonlinear Compton effect. The resonant kinematics of channel A of this process has been studied in detail, and analytical expressions for the energies of the final particles have been derived. It has been demonstrated that the positron energy is governed by the nonlinear Breit-Wheeler process (quadratic equation for the positron energy), whereas the electron and final gamma quantum energies are governed by the nonlinear Compton effect (cubic equation for the electron energy). A strong dependence of the final particle energies on their emission angles and on the external-field parameters has been shown.