Papers
Topics
Authors
Recent
Search
2000 character limit reached

Master Formulae for $N$-photon tree level amplitudes in plane wave backgrounds

Published 24 Nov 2023 in hep-th and hep-ph | (2311.14638v1)

Abstract: The presence of strong electromagnetic fields adds huge complexity to QED Feynman diagrams, such that new methods are required to calculate higher-loop and higher-multiplicity scattering amplitudes. Here we use the worldline formalism to present `Master Formulae' for all tree level amplitudes of two massive particles and an arbitrary number of photons, in a plane wave background, in both scalar and spinor QED. The plane wave is treated without approximation throughout, meaning in particular that our formulae are valid in the strong-field regime of current theoretical and experimental interest. We check our results against literature expressions obtainable at low multiplicity via direct Feynman diagram calculations.

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (51)
  1. D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 55, 447 (1985), [Erratum: Opt.Commun. 56, 219–221 (1985)].
  2. 2018 Nobel Prize in Physics, https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/summary/.
  3. https://eli-laser.eu/.
  4. H. Abramowicz et al., Eur. Phys. J. ST 230, 2445 (2021), arXiv:2102.02032 [hep-ex] .
  5. C. Clarke et al., JACoW LINAC2022, 631 (2022).
  6. F. Karbstein, Annalen Phys. 534, 2100137 (2022), arXiv:2106.06359 [hep-ph] .
  7. V. I. Ritus, Sov. Phys. JETP 30, 1181 (1970).
  8. N. B. Narozhnyi, Phys. Rev. D 21, 1176 (1980).
  9. A. M. Fedotov, J. Phys. Conf. Ser. 826, 012027 (2017), arXiv:1608.02261 [hep-ph] .
  10. A. A. Mironov and A. M. Fedotov, Phys. Rev. D 105, 033005 (2022).
  11. G. Torgrimsson, Phys. Rev. Lett. 127, 111602 (2021), arXiv:2102.11346 [hep-ph] .
  12. A. Di Piazza, Phys. Rev. Lett. 117, 213201 (2016), arXiv:1608.08120 [hep-ph] .
  13. T. Heinzl and A. Ilderton, Phys. Rev. Lett. 118, 113202 (2017), arXiv:1701.09166 [hep-ph] .
  14. R. P. Feynman, Phys. Rev. 80, 440 (1950).
  15. R. P. Feynman, Phys. Rev. 84, 108 (1951).
  16. M. J. Strassler, Nucl. Phys. B 385, 145 (1992).
  17. Z. Bern and D. A. Kosower, Phys. Rev. Lett. 66, 1669 (1991).
  18. Z. Bern and D. A. Kosower, Nucl. Phys. B 379, 451 (1992).
  19. M. G. Schmidt and C. Schubert, Phys. Lett. B 318, 438 (1993), arXiv:hep-th/9309055 .
  20. R. Shaisultanov, Phys. Lett. B 378, 354 (1996), arXiv:hep-th/9512142 .
  21. S. L. Adler and C. Schubert, Phys. Rev. Lett. 77, 1695 (1996), arXiv:hep-th/9605035 .
  22. W. Dittrich and R. Shaisultanov, Phys. Rev. D 62, 045024 (2000), arXiv:hep-th/0001171 .
  23. C. Schubert, Nucl. Phys. B 585, 407 (2000), arXiv:hep-ph/0001288 .
  24. D. G. C. McKeon and T. N. Sherry, Mod. Phys. Lett. A 9, 2167 (1994).
  25. J. P. Edwards and C. Schubert, Phys. Lett. B 822, 136696 (2021), arXiv:2105.08173 [hep-th] .
  26. J. P. Edwards and C. Schubert, J. Phys. Conf. Ser. 2249, 012019 (2022), arXiv:2112.13944 [hep-th] .
  27. C. Schubert and R. Shaisultanov, Phys. Lett. B 843, 137969 (2023), arXiv:2303.08907 [hep-th] .
  28. H. Gies and K. Langfeld, Int. J. Mod. Phys. A 17, 966 (2002), arXiv:hep-ph/0112198 .
  29. A. Ilderton and G. Torgrimsson, Phys. Rev. D 93, 085006 (2016).
  30. J. P. Edwards and C. Schubert, Nucl. Phys. B 923, 339 (2017), arXiv:1704.00482 [hep-th] .
  31. G. Degli Esposti and G. Torgrimsson, Phys. Rev. D 105, 096036 (2022), arXiv:2112.11433 [hep-ph] .
  32. K. Srinivasan and T. Padmanabhan, Phys. Rev. D 60, 024007 (1999), arXiv:gr-qc/9812028 .
  33. S. P. Kim and D. N. Page, Phys. Rev. D 65, 105002 (2002), arXiv:hep-th/0005078 .
  34. G. V. Dunne and C. Schubert, Phys. Rev. D 72, 105004 (2005), arXiv:hep-th/0507174 .
  35. C. K. Dumlu and G. V. Dunne, Phys. Rev. D 84, 125023 (2011), arXiv:1110.1657 [hep-th] .
  36. C. Schubert, Phys. Rept. 355, 73 (2001), arXiv:hep-th/0101036 .
  37. J. P. Edwards and C. Schubert (2019) arXiv:1912.10004 [hep-th] .
  38. S. Bhattacharya, Adv. High Energy Phys. 2017, 2165731 (2017).
  39. O. Corradini and G. D. Esposti, Nucl. Phys. B 970, 115498 (2021), arXiv:2008.03114 [hep-th] .
  40. L. Bieri and D. Garfinkle, Class. Quant. Grav. 30, 195009 (2013), arXiv:1307.5098 [gr-qc] .
  41. A. M. Polyakov, Gauge Fields and Strings, Vol. 3 (1987).
  42. P. Mansfield, Rept. Prog. Phys. 53, 1183 (1990).
  43. C. Itzykson and J. B. Zuber, Quantum Field Theory, International Series In Pure and Applied Physics (McGraw-Hill, New York, 1980).
  44. J. Schwinger, Phys. Rev. 82, 664 (1951).
  45. A. Borghardt and D. Karpenko, Journal of Nonlinear Mathematical Physics 5, 357 (1998).
  46. E. S. Fradkin and D. M. Gitman, Phys. Rev. D 44, 3230 (1991).
  47. D. Bonocore, JHEP 02, 007 (2021), arXiv:2009.07863 [hep-th] .
  48. A. Ilderton and A. J. MacLeod, JHEP 04, 078 (2020), arXiv:2001.10553 [hep-th] .
  49. K. Rajeev, Phys. Rev. D 104, 105014 (2021), arXiv:2105.12194 [hep-th] .
  50. D. Seipt and B. Kampfer, Phys. Rev. D 85, 101701 (2012), arXiv:1201.4045 [hep-ph] .
  51. F. Mackenroth and A. Di Piazza, Phys. Rev. Lett. 110, 070402 (2013), arXiv:1208.3424 [hep-ph] .
Citations (1)
View on Semantic Scholar

Summary

No one has generated a summary of this paper yet.

Sign Up to Summarize

Paper to Video (Beta)

No one has generated a video about this paper yet.

Sign Up to Generate All Videos Subscribe on YouTube

Whiteboard

No one has generated a whiteboard explanation for this paper yet.

Sign Up to Generate

Open Problems

We haven't generated a list of open problems mentioned in this paper yet.

Generate Now

Continue Learning

We haven't generated follow-up questions for this paper yet.

Generate Now

Collections

Sign up for free to add this paper to one or more collections.

Sign Up