DISPERSIVE EFFECTS IN RADIATION TRANSPORT AND RADIATION HYDRODYNAMICS IN MATTER AT HIGH DENSITY

Résumé
Dans un travail récent, j'ai généralisé les équations de l'hydrodynamique radiative au cas où le rayonnement électromagnétique satisfait à une relation de dispersion linéaire nω = kc, où l'indice de réfraction n dépend de la fréquence ω et/ou du nombre d'onde k. Appliquant la théorie de transport Boltzmann-Liouville aux photons du domaine à courte longueur d'onde, j'obtiens des équations d'énergie et de moment, qui, combinées au traitement classique du milieu fluide en ETL, donnent une théorie dynamique complète des interactions linéaires (+ processus stimulés) entre le rayonnement thermique incohérent, et la matière dense, localement isotrope. Ce formalisme est généralisable aux interactions non-linéaires, où l'indice de réfraction dépend de l'intensité locale spécifique du champ de rayonnement, et dans une certaine mesure, également, au traitement du rayonnement cohérent de haute fréquence. La généralisation de plusieurs formes approchées de théorie du transport de rayonnement (diffusion) est considérée en détail. Parmi les problèmes ouverts, mentionnons : la dispersion anormale, l'aspect physique atomique des propriétés électromagnétiques et radiatives d'un milieu matériel dispersif.

Abstract
In a recent research program (reported in AWRE 0 20/82) I have investigated the generalisation of the equations of radiation hydrodynamics when electromagnetic radiation is assumed to obey a linear-response dispersion relation of the form nω = kc where the refractive index n depends on the frequency ω and/or wave number k. From the application of the Boltzmann-Liouville transport theory to photons in the short-wavelength (geometrical optics) limit, I derive the energy and momentum equations which, when combined with a classical (Euler-Lagrange-Navier-Stokes) treatment of a fluid material medium in LTE, yield a complete dynamical theory of linear interactions (+ stimulated processes) between incoherent (thermal) radiation and dense, locally isotropic matter. The theory includes an account of pondero-motive forces and electro (magneto) striction. Moreover, it is apparently capable of being generalised to non-linear interactions in which the refractive index depends on the local specific intensity of the radiation field, and, to some extent, to the treatment of high-frequency coherent radiation. The generalisation of various approximated forms of radiation-transport theory (esp. diffusion) has been considered in detail. Some problems remain however. One such is the treatment of anomalous dispersion. Current research work is concentrating on the interesting atomic physics aspects of electromagnetic (esp. radiative) properties of a dispersive material medium.