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Resonant Effect of High-Energy Electron–Positron Pairs Production in Collision of Ultrarelativistic Electrons with an X-ray Electromagnetic Wave
Universe ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-06-24 , DOI: 10.3390/universe7070210 Georgii K. Sizykh , Sergei P. Roshchupkin , Victor V. Dubov
Universe ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-06-24 , DOI: 10.3390/universe7070210 Georgii K. Sizykh , Sergei P. Roshchupkin , Victor V. Dubov
The process of resonant high-energy electron–positron pairs production by electrons in an X-ray pulsar electromagnetic field is studied theoretically. Under the resonance conditions, the second-order process under consideration effectively reduces into two sequential first-order processes: X-ray-stimulated Compton effect and X-ray–stimulated Breit–Wheeler process. The kinematics of the process is studied in detail: the dependencies of the energy of the scattered electron on its outgoing angle and the energies of the particles of the pair on the outgoing angle of the scattered electron and the opening angle of the pair are obtained. The analysis of the number of different possible particles energies values in the entire range of the angles is also carried out, according to which the energies of the particles of the pair can take up to eight different values at a fixed outgoing angle of the scattered electron and opening angle of the pair. The estimate of the resonant differential probability per unit time of the process, which reaches the maximum value of 24 orders of the value of the non-resonant differential probability per unit time, is obtained. The angular distribution of the differential probability per unit time of the process is analyzed, particularly for the case of high-energy positrons presenting in pulsar radiation.
中文翻译:
超相对论电子与 X 射线电磁波碰撞中产生的高能电子-正电子对的共振效应
从理论上研究了电子在X射线脉冲星电磁场中产生共振高能电子-正电子对的过程。在共振条件下,所考虑的二阶过程有效地简化为两个连续的一阶过程:X 射线激发的康普顿效应和 X 射线激发的 Breit-Wheeler 过程。详细研究了该过程的运动学:得到了散射电子的能量与其出射角和粒子对粒子能量对散射电子出射角和电子对张角的依赖关系。还对整个角度范围内不同可能粒子能量值的数量进行了分析,据此,在散射电子的固定出射角和对的张角处,对中粒子的能量可以具有多达八个不同的值。得到了该过程单位时间内共振微分概率的估计值,该估计值达到了单位时间非共振微分概率值的24个数量级的最大值。分析了该过程每单位时间的微分概率的角分布,特别是对于脉冲星辐射中存在的高能正电子的情况。得到了单位时间内非共振微分概率值的最大值的24个数量级。分析了该过程每单位时间的微分概率的角分布,特别是对于脉冲星辐射中存在的高能正电子的情况。得到了单位时间内非共振微分概率值的最大值的24个数量级。分析了该过程每单位时间的微分概率的角分布,特别是对于脉冲星辐射中存在的高能正电子的情况。
更新日期:2021-06-24
中文翻译:
超相对论电子与 X 射线电磁波碰撞中产生的高能电子-正电子对的共振效应
从理论上研究了电子在X射线脉冲星电磁场中产生共振高能电子-正电子对的过程。在共振条件下,所考虑的二阶过程有效地简化为两个连续的一阶过程:X 射线激发的康普顿效应和 X 射线激发的 Breit-Wheeler 过程。详细研究了该过程的运动学:得到了散射电子的能量与其出射角和粒子对粒子能量对散射电子出射角和电子对张角的依赖关系。还对整个角度范围内不同可能粒子能量值的数量进行了分析,据此,在散射电子的固定出射角和对的张角处,对中粒子的能量可以具有多达八个不同的值。得到了该过程单位时间内共振微分概率的估计值,该估计值达到了单位时间非共振微分概率值的24个数量级的最大值。分析了该过程每单位时间的微分概率的角分布,特别是对于脉冲星辐射中存在的高能正电子的情况。得到了单位时间内非共振微分概率值的最大值的24个数量级。分析了该过程每单位时间的微分概率的角分布,特别是对于脉冲星辐射中存在的高能正电子的情况。得到了单位时间内非共振微分概率值的最大值的24个数量级。分析了该过程每单位时间的微分概率的角分布,特别是对于脉冲星辐射中存在的高能正电子的情况。