Various processes employing strong laser fields with intensities likely available in the near future are considered. Emphasis is put on the possibility of probing the nonlinear properties of the quantum vacuum experimentally. We investigate the diffractive effects arising in the interaction between an x-ray probe and an intense, focused optical standing wave. The enhancement of vacuum polarization effects (VPEs) in the presence of a cold plasma is shown. The study of the properties of quantum vacuum is closely related to the possibility of testing quantum electrodynamics in the presence of strong background fields. We investigate in detail how laser photons can merge due to VPEs when interacting with the electromagnetic field of a high-energy proton. We show that the laser photon merging rate manifests an observable, non-perturbative dependence on the laser field parameters.
近い将来に利用可能となるであろう強度を有する強レーザー場を用いた様々な過程を考察する。量子真空の非線形特性を実験的に探査する可能性に重点を置く。我々は、X線プローブと集光された強力な光定在波との相互作用において生じる回折効果を調べる。低温プラズマの存在下での真空偏極効果（VPE）の増強が示される。量子真空の特性の研究は、強い背景場の存在下での量子電磁力学を検証する可能性と密接に関連している。我々は、高エネルギープロトンの電磁場と相互作用する際に、VPEによってレーザーフォトンがどのように融合し得るかを詳細に調べる。レーザーフォトン融合率が、レーザー場のパラメータに対して観測可能な非摂動的依存性を示すことを明らかにする。