Поглощение "закрученного" фотона электроном в сверхсильном магнитном поле
Щепкин Александр Андреевич
Национальный Исследовательский Университет ИТМО
В рассмотрении на HEA-2024
https://arxiv.org/abs/2410.19162
А.А. Щепкин, Д.В. Гросман, И.И. Шкарупа и Д.В. Карловец
Электрон, находящийся во внешнем магнитном поле, может излучать фотоны с орбитальным угловым моментом (ОУМ), называемые «закрученными» фотонами (twisted photons). Такой тип излучения оказывается наиболее интенсивным в сильных магнитных полях, достигающих по порядку величины Швингеровского значения (H~10^13 Гс), которые могут быть типичными для магнитосфер нейтронных звёзд, в частности магнетаров, а также для некоторых транзиентных событий (например, килоновые).
Данная работа посвящена исследованию обратного процесса - поглощения закрученного фотона релятивистским электроном в сильном магнитном поле. Установлено, что полное сечение поглощения может превышать на несколько порядков сечение Томпсоновского рассеяния, уменьшается с увеличением углового момента падающего фотона и увеличиваются с ростом углового момента исходного электрона. Также было обнаружено, что поглощение без изменения спина электрона преобладает над поглощением с переворотом спина. Кроме того, сечение со спиновым переходом «вниз» - «вверх» относительно направления поля оказывается на несколько порядков больше сечения обратного перехода.
Результаты данного исследования помогут прийти к лучшему пониманию процессов в астрофизических средах с сильными магнитными полями, а также лучшей интерпретации соответствующих наблюдательных данных.