トムソン散乱におけるレーザー強度依存ドップラー赤方偏移測定計画

Experimental plan for observation of laser intensity dependent Doppler red shift in Thomson scattering

西森 信行; 羽島 良一; 神門 正城; Bulanov, S. V.

Nishimori, Nobuyuki; Hajima, Ryoichi; Kando, Masaki; Bulanov, S. V.

波長の1光子が速度の電子と正面衝突する場合、トムソン散乱波長はで与えられる。1光子の代わりに無次元ベクトルポテンシャルa=eA/mcを持つレーザーと電子のトムソン散乱波長はで与えられ、レーザー強度に依存したドップラー赤方偏移を起こすことが理論的に知られている。このトムソン散乱におけるドップラー赤方偏移はアンジュレーター放射光で、磁場強度を高くしたときにおこる赤方偏移と非常によく似ている。ところが、トムソン散乱における赤方偏移の実験観測例はなく、このことはアンジュレーター放射光波長をユーザー実験に応じて、容易にシフトできるのと極めて対照的である。本発表では、トムソン散乱におけるレーザー強度依存ドップラー赤方偏移測定の実験計画を提案する。

Thomson scattering wavelength between a single photon at wavelength and an electron with velocity c is given by in head-on collision configuration. As the incident laser intensity increases, the scattering wavelength is Doppler red shifted and given by . Here a=eA/mc is the dimensionless laser vector potential. The Doppler red shift is very similar to that in an undulator radiation whose wavelength becomes longer as the undulator gap narrows. The intensity dependent Doppler red shift in Thomson scattering has not been experimentally demonstrated yet to our knowledge. This is in contrast to the undulator radiation whose wavelength can easily be tuned for user experiments. In this paper, an experimental plan for observation of laser intensity dependent Doppler red shift in Thomson scattering is presented.