High Power Laser Science and Engineering, Volume. 13, Issue 2, 02000e25(2025)

A Bayesian framework to investigate radiation reaction in strong fields

Eva E. Los1,*... Christopher Arran2, Elias Gerstmayr1,3,4, Matthew J. V. Streeter4, Brendan Kettle1, Zulfikar Najmudin1, Christopher P. Ridgers2, Gianluca Sarri4 and Stuart P. D. Mangles1 |Show fewer author(s)
Author Affiliations
  • 1Blackett Laboratory, The John Adams Institute for Accelerator Science, Imperial College London, London, UK
  • 2School of Physics, Engineering and Technology, York Plasma Institute, University of York, York, UK
  • 3Stanford PULSE Institute, SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, CA, USA
  • 4School of Mathematics and Physics, Queen’s University Belfast, Belfast, UK
  • show less
    References(46)

    [1] D. L. Burke, R. C. Field, G. Horton-Smith, J. E. Spencer, D. Walz, S. C. Berridge, W. M. Bugg, K. Shmakov, A. W. Weidemann, C. Bula, K. T. McDonald, E. J. Prebys, C. Bamber, S. J. Boege, T. Koffas, T. Kotseroglou, A. C. Melissinos, D. D. Meyerhofer, D. A. Reis, W. Ragg. Phys. Rev. Lett., 79, 1626(1997).

    [2] A. H. Compton. Phys. Rev., 21, 483(1923).

    [3] G. Breit, J. A. Wheeler. Phys. Rev., 46, 1087(1934).

    [4] T. Tajima, J. M. Dawson. Phys. Rev. Lett., 43, 267(1979).

    [5] K. Poder, M. Tamburini, G. Sarri, A. Di Piazza, S. Kuschel, C. D. Baird, K. Behm, S. Bohlen, J. M. Cole, D. J. Corvan, M. Duff, E. Gerstmayr, C. H. Keitel, K. Krushelnick, S. P. D. Mangles, P. McKenna, C. D. Murphy, Z. Najmudin, C. P. Ridgers, G. M. Samarin, D. R. Symes, A. G. R. Thomas, J. Warwick, M. Zepf. Phys. Rev. X, 8, 031004(2018).

    [6] J. M. Cole, K. T. Behm, E. Gerstmayr, T. G. Blackburn, J. C. Wood, C. D. Baird, M. J. Duff, C. Harvey, A. Ilderton, A. S. Joglekar, K. Krushelnick, S. Kuschel, M. Marklund, P. McKenna, K. Murphy, C. D. Poder, C. P. Ridgers, G. M. Samarin, G. Sarri, D. R. Symes, A. G. R. Thomas, J. Warwick, M. Zepf, Z. Najmudin, S. P. D. Mangles. Phys. Rev. X, 8, 011020(2018).

    [7] V. Yakimenko, L. Alsberg, E. Bong, G. Bouchard, C. Clarke, C. Emma, S. Green, C. Hast, M. J. Hogan, J. Seabury, N. Lipkowitz, B. O’Shea, D. Storey, G. White, G. Yocky. Phys. Rev. Accel. Beams, 22, 101301(2019).

    [8] H. Abramowicz, U. Acosta, M. Altarelli, R. Asmann, Z. Bai, T. Behnke, Y. Benhammou, T. Blackburn, S. Boogert, O. Borysov, M. Borysova, R. Brinkmann, M. Bruschi, F. Burkart, K. Büser, N. Cavanagh, O. Davidi, W. Decking, U. Dosselli, N. Elkina, A. Fedotov, M. Firlej, T. Fiutowski, K. Fleck, M. Gostkin, C. Grojean, J. Hallford, H. Harsh, A. Hartin, B. Heinemann, T. Heinzl, L. Helary, M. Hoffmann, S. Huang, X. Huang, M. Idzik, A. Ilderton, R. Jacobs, B. Kämpfer, B. King, H. Lahno, A. Levanon, A. Levy, I. Levy, J. List, W. Lohmann, T. Ma, A. J. Macleod, V. Malka, F. Meloni, A. Mironov, M. Morandin, J. Moron, E. Negodin, G. Perez, I. Pomerantz, R. Pöschl, R. Prasad, F. Quéré, A. Ringwald, C. Rödel, S. Rykovanov, F. Salgado, A. Santra, G. Sarri, A. Sävert, A. Sbrizzi, S. Schmitt, U. Schramm, S. Schuwalow, D. Seipt, L. Shaimerdenova, M. Shchedrolosiev, M. Skakunov, Y. Soreq, M. Streeter, K. Swientek, N. Tal Hod, S. Tang, T. Teter, D. Thoden, A. I. Titov, O. Tolbanov, G. Torgrimsson, A. Tyazhev, M. Wing, M. Zanetti, A. Zarubin, K. Zeil, M. Zepf, A. Zhemchukov. Eur. Phys. J. Spec. Top., 230, 2445(2021).

    [9] L. Willingale, A. Maksimchuk, J. Nees, F. Bayer, M. Burger, P. T. Campbell, B. Hou, I. Jovanovic, G. Kalinchenko, C. C. Kuranz, Y. Ma, A. McKelvey, A. G. R. Thomas, L. Weinberg, Q. Zhang, K. M. Krushelnick. Conference on Lasers and Electro-Optics(2023).

    [10] Z. Gan, L. Yu, C. Wang, Y. Liu, Y. Xu, W. Li, S. Li, L. Yu, X. Wang, X. Liu, J. Chen, Y. Peng, L. Xu, B. Yao, X. Zhang, L. Chen, Y. Tang, X. Wang, D. Yin, X. Liang, Y. Leng, R. Li, Z. Xu. The Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility (SULF) Project, 199-217(2021).

    [11] C. Radier, O. Chalus, M. Charbonneau, S. Thambirajah, G. Deschamps, S. David, J. Barbe, E. Etter, G. Matras, S. Ricaud, V. Leroux, C. Richard, F. Lureau, A. Baleanu, R. Banici, A. Gradinariu, C. Caldararu, C. Capiteanu, A. Naziru, B. Diaconescu, V. Iancu, R. Dabu, D. Ursescu, I. Dancus, C. A. Ur, K. A. Tanaka, N. V. Zamfir. High Power Laser Sci. Eng., 10, e21(2022).

    [12] D. N. Papadopoulos, J. P. Zou, C. Le Blanc, L. Ranc, F. Druon, L. Martin, A. Fréneaux, A. Beluze, N. Lebas, M. Chabanis, C. Bonnin, J. B. Accary, B. L. Garrec, F. Mathieu, P. Audebert. Conference on Lasers and Electro-Optics(2019).

    [13] F. Karbstein, D. Ullmann, E. A. Mosman, M. Zepf. Phys. Rev. Lett., 129, 061802(2022).

    [14] F. Karbstein, H. Gies, M. Reuter, M. Zepf. Phys. Rev. D, 92, 071301(2015).

    [15] S. L. Adler. Ann. Phys, 67, 599(1971).

    [16] M. Marklund, B. Eliasson, P. K. Shukla. J. Exp. Theor. Phys. Lett., 79, 208(2004).

    [17] J. Magnusson, T. G. Blackburn, E. Gerstmayr, E. E. Los, M. Marklund, C. P. Ridgers, S. P. D. Mangles. Phys. Rev. Accel. Beams, 26, 104002(2023).

    [18] A. Gonoskov, T. G. Blackburn, M. Marklund, S. S. Bulanov. Rev. Mod. Phys., 94, 045001(2022).

    [19] A. Di Piazza, C. Müller, K. Z. Hatsagortsyan, C. H. Keitel. Rev. Mod. Phys., 84, 1177(2012).

    [20] T. G. Blackburn. Rev. Mod. Plasma Phys, 4, 5(2020).

    [21] L. D. Landau, E. M Lifshitz. The Classical Theory of Fields(1971).

    [22] C. P. Ridgers, T. G. Blackburn, D. Del Sorbo, L. E. Bradley, C. Slade-Lowther, C. D. Baird, S. P. D. Mangles, P. McKenna, M. Marklund, C. D. Murphy, A. G. R. Thomas. J. Plasma Phys., 83, 715830502(2017).

    [23] W. H. Furry. Phys. Rev., 81, 115(1951).

    [24] V. I. Ritus. J. Sov. Laser Res., 6, 497(1985).

    [25] R. Duclous, J. G. Kirk, A. R. Bell. Plasma Phys. Controll. Fusion, 53, 015009(2010).

    [26] T. D. Arber, K. Bennett, C. S. Brady, A. Lawrence-Douglas, M. G. Ramsay, N. J. Sircombe, P. Gillies, R. G. Evans, H. Schmitz, A. R. Bell, C. P. Ridgers. Plasma Phys. Controll. Fusion, 57, 113001(2015).

    [27] J. G. Kirk, A. R. Bell, I. Arka. Plasma Phys. Controll. Fusion, 51, 085008(2009).

    [28] F. Niel, C. Riconda, F. Amiranoff, R. Duclous, M. Grech. Phys. Rev. E, 97, 043209(2018).

    [29] N. Neitz, A. Di Piazza. Phys. Rev. Lett., 111, 054802(2013).

    [30] V. N. Baier, V. M. Katkov, V. M. Strakhovenko. Electromagnetic Processes at High Energies in Oriented Single Crystals(1998).

    [31] R. E. Kass, A. E. Raftery. J. Am. Stat. Assoc., 90, 773(1995).

    [32] A. Vehtari, A. Gelman, J. Gabry. Stat. Comput., 27, 1413(2017).

    [33] R. Kumar, C. Carroll, A. Hartikainen, O. Martin. J. Open Source Software, 4, 1143(2019).

    [34] J. A. Hoeting, G. H. GivensComputational Statistics. and , , 2nd Edition (Wiley, 2006)..

    [35] D. Foreman-Mackey, D. W. Hogg, D. Lang, J. Goodman. Publ. Astron. Soc. Pacific, 125, 306(2013).

    [36] M. J. V. Streeter, C. Colgan, C. C. Cobo, C. Arran, E. E. Los, R. Watt, N. Bourgeois, L. Calvin, J. Carderelli, N. Cavanagh, S. J. D. Dann, R. Fitzgarrald, E. Gerstmayr, A. S. Joglekar, B. Kettle, P. Mckenna, C. D. Murphy, Z. Najmudin, P. Parsons, Q. Qian, P. P. Rajeev, C. P. Ridgers, D. R. Symes, A. G. R. Thomas, G. Sarri, S. P. D. Mangles. High Power Laser Sci. Eng., 11, e9(2023).

    [37] M. Schnell, A. Sävert, B. Landgraf, M. Reuter, M. Nicolai, O. Jäckel, C. Peth, T. Thiele, O. Jansen, A. Pukhov, O. Willi, M. C. Kaluza, C. Spielmann. Phys. Rev. Lett., 108, 075001(2012).

    [38] A. Sokal. Monte Carlo Methods in Statistical Mechanics: Foundations and New Algorithms, 131-192(1997).

    [41] R. Watt. , “Monte Carlo modelling of QED Interactions in laser-plasma experiments”, PhD. Thesis (Imperial College London, ).(2021).

    [42] K. T. Behm, J. M. Cole, A. S. Joglekar, E. Gerstmayr, J. C. Wood, C. D. Baird, T. G. Blackburn, M. Duff, C. Harvey, A. Ilderton, S. Kuschel, S. P. D. Mangles, M. Marklund, P. McKenna, C. D. Murphy, Z. Najmudin, K. Poder, C. P. Ridgers, G. Sarri, G. M. Samarin, D. Symes, J. Warwick, M. Zepf, K. Krushelnick, A. G. R. Thomas. Rev. Sci. Instrum., 89, 113303(2018).

    [43] A. Fedotov, A. Ilderton, F. Karbstein, B. King, D. Seipt, H. Taya, G. Torgrimsson. Phys. Rep., 1010, 1(2023).

    [44] A. I. Nikishov, V. I. Ritus. Sov. Phys. JETP, 19(1964).

    [45] T. G. Blackburn, E. Gerstmayr, S. P. D. Mangles, M. Marklund. Phys. Rev. Accel. Beams, 23, 064001(2020).

    [46] I. M. Ternov. Phys.-Usp., 38, 409(1995).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Eva E. Los, Christopher Arran, Elias Gerstmayr, Matthew J. V. Streeter, Brendan Kettle, Zulfikar Najmudin, Christopher P. Ridgers, Gianluca Sarri, Stuart P. D. Mangles. A Bayesian framework to investigate radiation reaction in strong fields[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2025, 13(2): 02000e25

    Download Citation

    EndNote(RIS)BibTexPlain Text
    Save article for my favorites
    Paper Information

    Category: Research Articles

    Received: Aug. 25, 2024

    Accepted: Nov. 5, 2024

    Posted: Nov. 8, 2024

    Published Online: Jun. 3, 2025

    The Author Email: Eva E. Los (eva.los@physics.ox.ac.uk)

    DOI:10.1017/hpl.2024.83

    CSTR:32185.14.hpl.2024.83

    Topics