Studie magneticky indukovaného dvojlomu z QED ve vakuu v exprimentu OSQAR

DSpace Repository

Show simple item record

dc.contributor
dc.contributor.advisor Šulc Miroslav
dc.contributor.author Kunc, Štěpán
dc.date 2018
dc.date.accessioned 2018-05-03
dc.date.available 2018-05-03
dc.date.submitted 2015-02-13
dc.identifier.uri https://dspace.tul.cz/handle/15240/24687
dc.description.abstract Klasická elektrodynamika vakua je lineární teorií a nepředpokládá foton-fotonový rozptyl ani jiné nelineární vazby mezi elektromagnetickými poli. V roce 1936 učinili Euler, Heisenberg a Weisskopf v raném vývoji kvantové elektrodynamiky (QED) předpoklad, že samotné vakuum se může chovat jako anizotropní médium za přítomnosti vnějšího magnetického pole. Tento jev je známý pod anglickým označením Vacuum Magnetic Birefringence (VMB) a od jeho prvních kvantitativních výpočtů v roce 1970 je stále velkou výzvou pro optickou metrologii. Když se lineárně polarizované světlo pohybuje silným příčným magnetickým polem ve vakuu, polarizační stav světla se změní na eliptický podobně jako v anizotropním krystalu. Rozdíl v indexech lomu řádného a mimořádného paprsku je přímo spojen se základními konstantami, jako je konstanta jemné struktury nebo Comptonova vlnová délka. Dvojlom vakua (VMB) by mohl vznikat také z existence lehkých skalárních nebo pseudoskalárních částic, jako jsou axiony nebo axionům podobné částic. Axion se rozpadá na dva fotony a to by se projevilo jako odchylka od počáteční předpovědi QED. Tato práce zkoumá možnosti měření VMB pomocí supravodivých magnetů z Large Hadron Collider (LHC). Vysoce citlivé měření dvojlomu za použití elektrooptického modulátoru je analyticky vypočítáváno a experimentálně ověřeno na Cotton-Moutonově (CME) jevu v dusíku. Měření probíhalo v rámci experimentu OSQAR v Evropské organizaci pro jaderný výzkum (CERN). V práci jsou diskutovány různé zdroje šumu a výsledná citlivost měření dvojlomu. Disertace se také zabývá využitím optického rezonátoru pro měření VMB. Na konci textu je představeno nové originální řešení pro měření VMB pomocí supravodivých magnetů se statickým magnetickým polem. cs
dc.description.abstract Classical electrodynamics in a vacuum is a linear theory and does not foresee photon-photon scattering or other nonlinear effects between electromagnetic fields. In 1936 Euler, Heisenberg and Weisskopf put framework, in the earliest development of quantum electrodynamics (QED), that vacuum can behave as a birefringent medium in the presence of the external transverse magnetic field. This phenomenon is known as Vacuum Magnetic Birefringence (VMB) and it is still challenging for optical metrology since the first calculations in 1970. When linearly polarized light travels through the strong transverse magnetic field in vacuum, the polarization state of the light would change to elliptical. The difference in the refraction indexes of the ordinary and extraordinary ray is directly related to fundamental constants, such as fine structure constant or Compton wavelength. Contributions to VMB could also arise from the existence of light scalar or pseudoscalar particles, such as axions or axions like particles. Axions couple to two photons and this would manifest itself as a sizeable deviation from the initial QED prediction. This thesis investigates the possibility of the VMB measurement with Large Hadron Collider (LHC) or other superconducting magnets. High sensitive birefringence measurement based on the electro-optic modulator is analytically calculated and experimentally tested on Cotton-Mouton effect (CME) in nitrogen gas. Measurements were made in experiment OSQAR at European Organization for Nuclear Research (CERN). Various sources of noise are discussed, and a sensitivity of the setup is presented. Optical cavities and their implementation are proposed and calculated. At the end of the thesis, the new solution for VMB measurement with superconducting magnets is presented. en
dc.format text
dc.language.iso cs
dc.publisher Technická Univerzita v Liberci cs
dc.relation.isbasedon 'Wiley: Fundamentals of Photonics, 2nd Edition - Bahaa E. A. Saleh, Malvin Carl Teich'. [Online]. Available: http://www.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0471358320.html. [Accessed: 28-Mar-2017].
dc.rights Vysokoškolská závěrečná práce je autorské dílo chráněné dle zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, ve znění pozdějších předpisů. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou https://knihovna.tul.cz/document/26 cs
dc.rights A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act. https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics https://knihovna.tul.cz/document/26 en
dc.rights.uri https://knihovna.tul.cz/document/26
dc.rights.uri https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf
dc.subject Polarimetrie cs
dc.subject ellipsometr cs
dc.subject magnetický dvojlom vakua cs
dc.subject OSQAR cs
dc.subject Axion cs
dc.subject Cotton-Moutonův jev v dusíku cs
dc.subject Polarimetry en
dc.subject ellipsometer en
dc.subject Vacuum Magnetic Birefringence en
dc.subject OSQAR en
dc.subject Axion en
dc.subject Cotton-Mouton effect in nitrogen en
dc.title Studie magneticky indukovaného dvojlomu z QED ve vakuu v exprimentu OSQAR cs
dc.title Study of the Magnetically Induced QED Birefringence of the Vacuum in experiment OSQAR en
dc.type disertační práce cs
dc.type dissertation thesis en
dc.date.updated 15.3.2018 7:30
dc.degree.level Ph.D.
dc.date.defense 2018-02-28
dc.date.committed 2017-08-14
local.faculty Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická cs
local.department KFY cs
dc.identifier.signature U 978 P
local.identifier.stag 37941
local.faculty.abbreviation FP
local.note.administrators TrykarovaA
local.identifier.verbis 565121


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search DSpace

Advanced Search

Browse

My Account