論文の概要: Stochastic modeling of x-ray superfluorescence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.00853v4
- Date: Thu, 13 Jun 2024 19:48:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-17 20:12:52.988847
- Title: Stochastic modeling of x-ray superfluorescence
- Title（参考訳）: X線超蛍光の確率モデリング
- Authors: Stasis Chuchurka, Andrei Benediktovitch, Špela Krušič, Aliaksei Halavanau, Nina Rohringer,
- Abstract要約: X線自然発光と超蛍光のダイナミクスをモデル化する手法を提案する。
方程式は第一導出原理から導出され、刺激されたX線放射に特有の近似、ステップ、拡張が提示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: An approach to modeling the dynamics of x-ray amplified spontaneous emission and superfluorescence -- the phenomenon of collective x-ray emission initiated by intense pulses of X-ray Free Electron Lasers -- is developed based on stochastic partial differential equations. The equations are derived from first principles, and the relevant approximations, derivation steps, and extensions specific to stimulated x-ray emission are presented. The resulting equations take the form of three-dimensional generalized Maxwell-Bloch equations augmented with noise terms for both field and atomic variables. The derived noise terms possess specific correlation properties that enable the correct reconstruction of spontaneous emission. Consequently, the developed theoretical formalism is universally suitable for describing all stages of stimulated x-ray emission: spontaneous emission, amplified spontaneous emission, and superfluorescence. We present numerical examples that illustrate various properties of the emitted field, including spatio-temporal coherence, spectral-angular and polarization characteristics. We anticipate that the proposed theoretical framework will establish a robust foundation for interpreting measurements in stimulated x-ray emission spectroscopy, modeling x-ray laser oscillators, and describing other experiments leveraging x-ray superfluorescence.
- Abstract（参考訳）: 確率偏微分方程式に基づいて、X線増幅自発放出と超蛍光のダイナミクス(X線自由電子レーザーの強パルスによる集団X線放射の現象)をモデル化する手法を開発した。
方程式は第一原理から導出され、関連する近似、導出ステップ、刺激されたX線放射に特有の拡張が提示される。
結果として得られる方程式は、場変数と原子変数の両方のノイズ項で拡張された3次元一般化マクスウェル・ブロッホ方程式の形をとる。
導出した雑音項は、自然発生の正確な復元を可能にする特定の相関特性を有する。
したがって、発達した理論形式は、自発放出、増幅自発放出、超蛍光といった、刺激されたX線放射のすべての段階を記述するのに普遍的に適している。
本研究では, 時空間コヒーレンス, スペクトル角, 偏光特性など, 放射界の様々な特性を示す数値的な例を示す。
提案手法は,励起X線放射分光法,X線レーザー発振器のモデリング,およびX線超蛍光を利用した他の実験の解釈のための堅牢な基盤を確立することを期待する。
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