【摘 要】
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作为强平面波电磁背景场狄拉克方程的精确解,Volkov函数是强场量子电动力学(QED)的理论基础。它的正交性是理论具有幺正性以及电荷守恒定律的前提条件,对研究强激光与高能电子相互作用具有重要意义。本论文基于强场QED的唯象学应用,对Volkov函数的正交性问题进行研究。首先,我们构造了三个力学量算符,Volkov函数是它们的本征态。当强平面波背景场满足电磁矢势沿波传播方向上的空间积分值不是与δ(0
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作为强平面波电磁背景场狄拉克方程的精确解,Volkov函数是强场量子电动力学(QED)的理论基础。它的正交性是理论具有幺正性以及电荷守恒定律的前提条件,对研究强激光与高能电子相互作用具有重要意义。本论文基于强场QED的唯象学应用,对Volkov函数的正交性问题进行研究。首先,我们构造了三个力学量算符,Volkov函数是它们的本征态。当强平面波背景场满足电磁矢势沿波传播方向上的空间积分值不是与δ(0)函数一样的无穷大发散这个充分条件时,这三个力学量算符均是厄米的。根据量子力学的定理——属于厄米算符不同本征值的本征函数是正交的,Volkov函数的正交性得到了证明。我们得到的充分条件是目前已知的关于Volkov函数正交性需要满足的最宽松条件,激光场以及自然界中存在的强电磁场均符合要求。其次,我们利用狄拉克旋量的一般性质计算了Volkov函数的内积,给出了不依赖于具体表象的Volkov函数正交性的直接证明。此外通过内积的计算验证了Volkov函数正交性的最宽松条件。由于激光场以及自然界中存在的强电磁场均都满足此最宽松条件,Volkov函数的正交性是普遍成立的。
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