Finite Time Effects in Single and Double Compton Scattering

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The process of Compton scattering by a free electron with subsequent reemission of one or two photons is considered in the assumption of finite interaction time. The corresponding cross sections are obtained in the framework of relativistic quantum electrodynamics using a modified form of fermion propagator with complex transmitted momentum. It is shown that finite time effects can be observable at sufficiently low energies of scattered photons. The proposed method also regularizes arising infrared divergence in the cross section of the double Compton effect. Possible experimental verification of considered theoretical approach is discussed.

About the authors

V. K Dubrovich

Special Astrophysical Observatory, St. Petersburg Branch, Russian Academy of Sciences

Email: t.zalialiutdinov@spbu.ru
196140, St. Petersburg

T. A Zalyalyutdinov

Russia Department of Physics, St. Petersburg State University; Petersburg Nuclear Physics Institute named by B.P. Konstantinov of National Research Centre “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: t.zalialiutdinov@spbu.ru
Petrodvorets, 198504, St. Petersburg, Russia; 188300, St. Petersburg

References

  1. D. V. Karlovets, J. High Energy Phys. 2017 (3), 49 (2017).
  2. D. Karlovets, J. Phys.: Conf. Ser. 938, 012031 (2017).
  3. D. Krebs, D. A. Reis, and R. Santra, Phys. Rev. A 99, 022120 (2019).
  4. K. Nomoto and R. Fukuda, Progress Theor. Phys. 86, 269 (1991).
  5. F. Mandl and T. Skyrme, Proc. Roy. Soc. London, Ser. A Math. Phys. Sci. 215, 497 (1952).
  6. J. F. Dawson and Z. Fried, Phys. Rev. D 1, 3363 (1970).
  7. J. Sucher, Phys. Rev. 107, 1448 (1957).
  8. G. L. Castro, J. L. M. Lucio, and J. Pestieau, Mod. Phys. Lett. A 6, 3679 (1991).
  9. G. L. Castro, J. L. M. Lucio, and J. Pestieau, Int. J. Mod. Phys. A 11, 563 (1996).
  10. M. Nowakowski and A. Pilaftsis, Z. Physik C Particles and Fields 60, 121 (1993).
  11. V. Kuksa, Adv. High Energy Phys. 2015, 490238 (2015).
  12. S. Weinberg, W. S, and T. de Campos, The Quantum Theory of Fields, Vol. 2: Modern Applications, Cambridge Univ. Press (1995).
  13. V. I. Kuksa, Phys. Particles Nuclei 45, 568 (2014).
  14. O. Y. Andreev, L. N. Labzowsky, G. Plunien, and D. A. Solovyev, Phys. Rep. 455, 135 (2008).
  15. T. A. Zalialiutdinov, D. A. Solovyev, L. N. Labzowsky, and G. Plunien, Phys. Rep. 737, 1 (2018).
  16. O. Klein and Y. Nishina, Z. Physik 52, 853 (1929).
  17. J. D. Bjorken and S. D. Drell, Relativistic Quantum Mechanics, Mcgraw-Hill College (1964).
  18. J. M. Jauch and F. Rohrlich, The Relativistic Quantum Field Theory of Charged Particles with Spin One-half (Texts and Monographs in Physics), Springer, Berlin (1976).
  19. Л. П. Рапопорт, Б. А. Зон, Н. Л. Манаков, Теория многофотонных переходов в атомах, Атомиздат, Москва (1978).
  20. A. I. Akhiezer and V. B. Berestetskii, Quantum Electrodynamics, Wiley-Interscience, New York (1965).
  21. E. Milotti, Atom. Data Nucl. Data Tables 70(2), 137 (1998).
  22. V. Berestetskii, E. Lifshits, and L. Pitaevskii, Quantum Electrodynamics, Oxford Butterworth-Heinemann (1982).
  23. T. Heinzl and A. Ilderton, arXiv:1307.0406.
  24. J. Schwinger, L. Deraad, K. Milton, W. Tsai, and J. Norton, Classical Electrodynamics, Advanced Book Program, Avalon Publ. (1998).
  25. R. Mertig, M. B¨ohm, and A. Denner, Comp. Phys.Commun. 64, 345 (1991).
  26. V. Shtabovenko, R. Mertig, and F. Orellana, Comp. Phys.Commun. 7, 432 (2016).
  27. L. M. Brown and R. P. Feynman, Phys. Rev. 85, 231 (1952).
  28. A. Ravenni and J. Chluba, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2020, 25 (2020).
  29. K. J. Mork, Phys. Rev. A 4, 917 (1971).
  30. L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory, Pergamon Press (1965).
  31. V. Dubrovich and T. Zalialiutdinov, Physics 3, 1167 (2021).
  32. V. Dinu and G. Torgrimsson, Phys. Rev. D 99, 096018 (2019).
  33. V. Dinu, T. Heinzl, and A. Ilderton, Phys. Rev. D 86, 085037 (2012).
  34. F. Low, Phys. Rev. 88, 53 (1952).
  35. E. L¨otstedt and U. D. Jentschura, Phys. Rev. A 80, 053419 (2009).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».