物理学 > 等离子体物理
[提交于 2018年2月2日
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标题: 使用实时格点标量 QED 模拟相对论量子等离子体
标题: Simulations of relativistic-quantum plasmas using real-time lattice scalar QED
摘要: 实时格点量子电动力学(QED)提供了一种独特的工具,用于模拟强场区域中的等离子体,其中集体等离子体尺度与相对论量子尺度并不明显分离。 作为一个玩具模型,我们研究标量QED,它描述带电玻色子与电磁场之间的自洽相互作用。 为了在计算机上求解这个模型,我们首先以尊重外微分几何结构和U(1)规范对称性的方式,在格点上离散标量QED作用量。 然后,在经典统计学范围内,通过时间推进一组统计等效的初始条件,利用通过极小化离散作用量得到的经典场方程来求解格点标量QED。 为了展示我们数值方案的能力,我们将它应用于两个示例问题。 第一个示例是线性波的传播,在这里我们通过数值谱恢复了解析波色散关系。 第二个示例是一个强激光与一维等离子体板的相互作用,在这里当波幅超过施密特阈值时,我们展示了从尾场加速到粒子产生的自然过渡。 我们的实时格点方案是完全显式的,并尊重局部守恒定律,使其适用于长时间的动力学。 该算法可以通过域分解轻松并行化,未来可以使用量子并行性来计算该集合。
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