Transient phenomena in the axion assisted Schwinger effect
由依赖于时间的背景诱导的粒子产生被很好地理解为时间演化的初始状态到一组最终状态的投影。虽然渐近初态和终态在通常情况下都有很好的定义，但在外场存在的情况下，在中间时刻粒子和反粒子的定义是模糊的。此外，这些外部场诱导需要正则化的发散。本文阐明了在均匀轴子背景中计算费米子的物理量瞬态效应的一些微妙之处，包括背景电磁场中的Schwinger产生。轴子的存在需要特别小心，以及在调整理论和计算真空对费米子能量的贡献时需要了解紫外线理论。
2022-04-22 hep-ph hep-th
Axion assisted Schwinger effect
本文指出了在强电场中，存在含时的类轴子背景场时，带电费米子对产生率的增强，我们称之为轴子辅助Schwinger效应。虽然标准Schwinger产生率与$\exp(-π(m^2+p_T^2 )/E)$成比例，其中$m$和$p_T$表示费米子质量及其横向于电场$E$的动量，但轴子辅助的Schwinger效应可以在大动量处增强到$\exp(-πm^2/E)$。这种增强的起源是费米子自旋与其动量之间的耦合，由轴子速度引起。作为一个非平凡的验证我们的结果，我们显示了它的不变性下与手征旋转场的重新定义，并成功地再现了螺旋电场和磁场的存在下的手征异常方程。我们评论的影响，这一结果的轴子宇宙学，专注于轴子膨胀和轴子暗物质检测。
2021-01-13 astro-ph.CO cond-mat.mes-hall hep-ph
Spatially Assisted Schwinger Mechanism and Magnetic Catalysis
利用世界线方法计算了费米子在时间调制电场和空间调制磁场作用下的有效作用量。已知前者导致增强的Schwinger机制，而我们发现后者也可以导致增强的粒子产生，甚至导致真空的重组以获得更大的平衡动力学质量，这在空间上有助于磁催化。
2017-02-10 hep-ph hep-th
Doubly assisted Sauter-Schwinger effect
我们研究了通过强且缓慢变化的电场，辅以较弱且更快速变化的场（例如，在keV范围内）加上额外的高能（比如说MeV）光子。事实证明，这种组合可以产生一个对创建概率，该概率比三种成分中的一种（或多种）缺失的情况下呈指数级增长。除了对这些非微扰现象有更深入的了解外，这种双重增强可能为实验验证这一基本预测铺平道路。
2016-10-20 hep-ph hep-th quant-ph
Thermally versus dynamically assisted Schwinger pair production
我们研究了强的恒定电场和热背景相结合的正负电子对产生。我们表明，这个过程是类似于动态辅助的施温格对生产，强场，而不是由另一个相干场，这是较弱的，但更快的协助。我们处理的相互作用与光子的热背景微扰，而与电场的相互作用是非微扰（即毛茸茸的图片展开在$α$）。在$\mathcal{O}(α^2)$，我们有普通的微扰Breit-Wheeler对生产的非微扰辅助的电场。在这个顺序上，我们已经恢复了与以前研究相同的概率指数部分，在$α$中没有扩展。这意味着我们不必考虑更高阶，因此我们的方法允许我们计算概率的指数前部分，这在此之前还没有得到。虽然前因子通常与指数部分相比是次显性的，但在这种情况下，它可能很重要，因为它作为$α^2\ll1$缩放，因此比$\mathcal{O}(α^0)$（纯施温格对产生）的前因子小得多。我们表明，由于指数增强，$\mathcal{O}(α^2)$仍然给出了占主导地位的贡献，温度高于一定的阈值，但是，由于小的前因子，阈值高于指数单独建议。
2019-05-15 hep-ph hep-th
Dynamically assisted Sauter-Schwinger effect - non-perturbative versus perturbative aspects
索特-施温格效应预言了在一个强而缓慢变化的电场作用下，量子真空中会产生电子-正电子对。这种效应可以通过额外的较弱的时间依赖性场来动态地辅助，这可能会大大提高对创建概率。在先前的研究中，已经发现增强可能关键地取决于该较弱脉冲的时间形状，例如，高斯分布$\exp\{-(ωt)^2\}$或Sauter脉冲$1/\cosh^2(ωt)$的行为完全不同。为了理解这一差异，我们对弱场作微扰展开，而对强电场作非微扰处理。对于一个大类的配置文件，包括索特脉冲，已经的总和的零阶和一阶振幅的微扰膨胀产生良好的协议。对于其他情况，例如高斯或正弦曲线，这通常不是真的，并且更高阶可以产生主导贡献-其中主导阶取决于所选择的参数。我们的研究结果得到了数值模拟的证实，并帮助我们将以前的结果整理成一个更大的图景。
2017-06-14 hep-ph hep-th
Dynamically assisted Schwinger pair production in differently polarized electric fields with the frequency chirping
MNIT Jaipur（曼尼特·贾伊普尔）
研究不同极化电场中频率扫频对电子-正电子对产生的影响，分析扫频参数和电场极化对动量分布及总数密度的影响，发现扫频显著增强动量分布峰值，动态辅助情况下大扫频可使数密度提升2-3个数量级。
2026-08-25 hep-ph hep-th
Dynamically assisted Schwinger mechanism and chirality production in parallel electromagnetic field
我们研究了在一个慢的强平行电磁场叠加一个快的弱微扰电磁场的情况下，从真空中产生粒子和手征。在Furry图像中，我们基于微扰理论导出了粒子和手征产生数的解析公式。利用该公式，我们解析地讨论了Schwinger机制和单光子对产生之间的相互作用和动力学辅助，阐明了平行慢强磁场的作用。我们还表明，动力学援助可以显着提高手征性生产，并可以产生相当数量的手征性，即使是大质量的粒子。唯象应用包括重离子碰撞和强激光实验进行了讨论。
2020-05-21 hep-ph hep-th nucl-th
Spin-dependent dynamically assisted Schwinger mechanism
我们研究电子和正电子对生产从真空中的一个强慢电场叠加的弱快电场指向一个任意方向的微扰（动态辅助Schwinger机制）。根据Furry图中的微扰理论，导出了产生数的解析公式。该公式被认为是在良好的协议与非微扰的结果通过数值求解狄拉克方程，如果扰动是足够弱和/或不是很慢。我们还发现，解析/数值施温格机制成为自旋相关的，如果微扰有一个横向分量相对于强电场。当扰动频率较小时，自旋向上和自旋向下的粒子数差被临界场强的指数函数强烈抑制;当扰动频率足够大时，自旋向上和自旋向下的粒子数差被临界场强的幂函数微弱抑制。我们还发现，自旋不平衡表现出非平凡的振荡行为的扰动的频率，方位角，和产生的粒子的动量。
2019-07-17 hep-ph hep-th nucl-th
On the photon mass generation in Rarita-Schwinger QED
该研究针对2、3维时空下的Rarita-Schwinger QED，通过分析单圈阶1PI函数主导项与光子传播子极点结构，探究Rarita-Schwinger场对光子动力学质量生成的影响，并讨论了模型的可重整化性。
2024-12-11 hep-th
Analog Sauter-Schwinger effect in semiconductors for spacetime-dependent fields
索特-施温格效应预言了通过强电场诱导的隧道效应，在量子真空中产生电子-正电子对。不幸的是，由于所需的场强非常大，量子场论的这一基本预测尚未得到实验验证。在这里，我们研究在适当的半导体带间隧穿的条件和近似可以有效地由相同的（狄拉克）哈密顿量，特别是对于电场依赖于空间和时间。这种定量类比将使我们能够通过这些实验室类比来测试这一领域的一些预测（例如动态辅助的索特-施温格效应）。
2018-01-16 cond-mat.mes-hall hep-th
Chiral Symmetry Breaking by a Magnetic Field in Weak-coupling QED
利用非微扰Schwinger-Dyson方程，我们证明了弱耦合无质量QED中的手征对称性被一个恒定但任意强的外磁场动态破缺。
1995-12-15 hep-th
Dynamically assisted Klein tunneling in the Furry picture
本文利用Furry图像微扰理论研究了振荡电场与势阶叠加下的相对论费米子一维散射，发现正频入射波可通过向电场发射能量以有限概率穿透负频区域，实现动力学辅助的Klein隧穿。
2025-08-26 hep-th quant-ph
Schwinger-Dyson approach for a Lifshitz-type Yukawa model
本文考虑一个3+1维场论在Lifshitz点上的动力学临界指数z=3，标量场和费米子场通过Yukawa相互作用耦合。使用非微扰Schwinger-Dyson方法，我们计算了有效作用量的量子修正。我们证明了一阶导数动力学项以及费米子的质量项动态地出现。这表明在单费米子模型的IR区域中洛伦兹对称性的恢复，尽管对于具有多个费米子种类的理论，这样的结论需要对耦合进行微调。的模型和我们的方法的局限性进行了讨论。
2010-01-12 hep-ph hep-th
Perturbative methods for assisted nonperturbative pair production
在动态辅助的施温格机制，对生产的概率显着提高，包括一个弱的，快速变化的领域，除了一个强，缓慢变化的领域。在以前的文件中，我们表明，动力学援助的几个功能可以理解的微扰处理的弱场。在这里，我们展示了如何计算高阶项的前因子，这很重要，因为主要的贡献可能来自高阶项。我们给出了一个新的和独立的推导动量谱使用世界线形式主义，并扩展我们的WKB方法来计算更高的订单的振幅。我们表明，这些方法也适用于双辅助对生产。
2019-05-15 hep-ph hep-th
Dynamical Chiral Symmetry Breaking, Goldstone's Theorem and the Consistency of the Schwinger--Dyson and Bethe--Salpeter Equations
在整体手征对称性动态破缺的情况下，给出了Goldstone定理的一个证明.证明突出了精确的Schwinger-Dyson方程的费米子传播和精确的Bethe-Salpeter方程的费米子-反费米子束缚态之间的一致性。基于Cornwall，Jackiw和Tomboulis对复合算子的有效作用量，给出了一个判别准则，当用近似法修正方程时，该准则可保持一致性.对于轴流部分守恒（PCAC）的规范理论，讨论了费米子-规范玻色子顶点函数近似的一个约束条件，给出了一个同时满足PCAC约束和矢量Ward-Takahashi恒等式的顶点模型.
1994-11-30 hep-ph hep-th
Dynamically assisted pair production in subcritical potential step and particle--anti-particle interpretations
本文研究亚临界势阶与弱振荡电场协同导致的动态辅助粒子对产生，并比较两种粒子—反粒子解释在二阶微扰下的定量差异。
2023-10-20 hep-th quant-ph
Lefschetz-thimble inspired analysis of the Dykhne-Davis-Pechukas method and an application for the Schwinger Mechanism
Dykhne-Davis-Pechukas（DDP）方法是计算二能级量子系统跃迁几率的一种常用近似方法，在Landau-Zener效应中实现，导致与Schwinger对产生率相当的指数阻尼形式。我们分析了DDP方法的基础，使用一个现代复杂的技术启发莱夫谢茨顶针方法。我们推导出一个替代的和更自适应的公式，是有用的，即使当DDP方法是不适用的。作为基准，我们研究了修改后的Landau-Zener模型，并比较了DDP和我们的方法的结果。然后，我们重新推导的Schwinger机制下的粒子生产电场使用DDP和我们的方法。我们发现，DDP方法变得更差的Sauter型短寿命的电脉冲，而我们的方法仍然是一个合理的近似。我们还从两个方面研究了动力学辅助的Schwinger机制。
2019-11-11 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
Schwinger particle production: Rapid switch off of the external field versus dynamical assistance
本文比较强电场快速开关与弱高频场动力学辅助两种电子—正电子对增强机制，结合数值、世界线瞬子和局域常场方法指出现实激光关闭难以增产，而动力学辅助 Schwinger 效应可观测。
2025-01-07 hep-ph hep-th
Resummed effective actions and heat kernels: the Worldline approach and Yukawa assisted pair creation
本文采用Worldline Formalism获得了与Yukawa背景耦合的量子标量场的重求和有效作用量与热核，并利用该结果计算真空不稳定性与Schwinger粒子对产生概率，发现引入快速变化背景可显著增强粒子对产生。
2025-06-26 hep-ph hep-th math-ph
Condensed-matter analogs of the Sauter--Schwinger effect
索特-施温格效应预言了由于准恒定电场$E_{\mathrm{strong}}$的作用，真空中会产生电子-正电子对。通过添加$ω$高于某个阈值$ω_{\mathrm{crit}}$的较弱的时间Sauter脉冲$E_{\mathrm{weak}}/\cosh^{2}(ωt)$，可以指数地增强对产生产率，而不破坏该机制的隧道性质。在这种所谓的动态辅助Sauter-Schwinger效应的原始形式中，$ω_{\mathrm{crit}}$独立于$E_{\mathrm{weak}}\ll E_{\mathrm{strong}}$。通过1+1时空维Riccati方程的半经典解（围道积分），我们发现高斯形脉冲$E_{\mathrm{weak}}\exp[-(ωt)^{2}]$以类似的方式帮助隧穿，但$ω_{\mathrm{crit}}$依赖于$E_{\mathrm{weak}}$ .这种显着的敏感性的脉冲形状的出现，由于不同的极点结构的矢量电位为复杂的时间。我们还研究了动力学援助的振荡$E_{\mathrm{weak}}\cos(ωt)$作为对向传播的激光束的模型，并找到另一个依赖$ω_{\mathrm{crit}}(E_{\mathrm{weak}})$。施温格极限$E_{\mathrm{crit}}^{\mathrm{QED}}\approx 10^{18}\,\mathrm{V/m}$的巨…
2018-07-20 cond-mat.mes-hall hep-th
Kramers-Krönig approach to the electric permittivity of the vacuum in a strong constant electric field
本文利用非平衡in-in形式和Furry绘景微扰论结合Kramers-Krönig关系，计算强恒定电场下QED真空的介电常数，揭示其随探针频率的振荡行为，并建立其与动力学辅助Schwinger效应产生正负电子对数目的定量对应。
2023-10-27 hep-ph hep-th physics.optics
Non-perturbative Origin of the Electroweak Scale with Dyson-Schwinger: Fermionic Mass Gap and Higher-order Excitations
本文通过Dyson-Schwinger方程研究隐藏费米子扇区的非微扰动力学，证明费米子质量隙可传递到电弱扇区并动力学生成希格斯玻色子质量，从而解释电弱尺度起源。
2024-09-30 gr-qc hep-ph hep-th
Magnetic catalysis of chiral symmetry breaking and the Pauli problem
利用非微扰的Schwinger-Dyson方程证明了当外加均匀磁场存在时，在弱规范耦合下QED中的手征对称性会发生动态破缺。对这一现象的全面分析可能有助于解释泡利问题，即为什么$α$ = 1/137。
1998-03-09 hep-ph hep-th
Chiral Symmetry Breaking in a Uniform External Magnetic Field
利用非微扰Schwinger-Dyson方程，我们证明了当外加磁场存在时，QED中手征对称性在弱耦合下被动态破缺，手征对称性在温度高于$T_c \simeq απ^2/\sqrt{2 π|eH|}$（$α$为精细结构常数，$H$为磁场强度）时被恢复.
1997-01-29 hep-ph hep-th
Schwinger mechanism of magnon-antimagnon pair production on magnetic field inhomogeneities and the bosonic Klein effect
本文将反铁磁体磁振子有效场论映射为标量电动力学，利用强场QED中的x阶跃方法研究磁场非均匀性上的磁振子-反磁振子对产生，并预言在玻色统计下可观测施温格效应及新的统计辅助放大机制。
2024-06-30 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Schwinger Model with a Dynamical Axion
Ludwig Maximilian University of Munich（慕尼黑大学）；Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics (ASC)（阿诺德·索末菲理论物理中心）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Institute for Advanced Study, Technische Universität München（慕尼黑工业大学高等研究院）；Munich Data Science Institute, Technische Universität München（慕尼黑工业大学数据科学研究所）；Kyung Hee University（庆熙大学）
本文研究了在含动态轴子的施温模型中，轴子如何通过松弛θ_eff到真空能最小值，从而解决强CP问题。
2026-03-12 cond-mat.quant-gas hep-lat hep-ph
Franz-Keldysh effect in strong-field QED
我们研究了Franz-Keldysh效应的QED模拟，以及在弱场叠加的强慢场存在下，真空中非微扰（Schwinger机制）和微扰粒子产生机制之间的相互作用。我们发现Franz-Keldysh效应显著影响粒子产生：（i）微扰粒子产生甚至发生在阈值能量以下;（ii）微扰产生在阈值能量以上变得最有效;（iii）振荡行为出现在阈值能量以上的产生数中。这些非平凡的变化仅被QED临界场强的幂次微弱地抑制。动态辅助Schwinger机制和实验的影响的关系进行了讨论。
2019-03-07 hep-ph hep-th nucl-th
Photon mass from inflation
我们考虑真空极化从无质量标量电动力学德西特暴胀。该理论展示了一个3+1维模拟的Schwinger机制，其中光子质量是动态产生的。该机制对于与重力耦合最小的光标量场是通用的。在暴胀过程中光子质量的非零性可能导致宇宙学尺度上的磁场。
2002-05-20 astro-ph gr-qc hep-ph
Electron Positron Pair Production in Strong Electric Fields
这项工作涵盖了在空间均匀的电场（和磁场）的电子正电子对生产。不同的字段配置看，以研究各种现象，包括多光子对生产，索特-施温格对生产和动态辅助对生产。主要焦点在于具有一个主要频率分量的脉冲旋转场，其被称为旋转索特脉冲。结果是通过两种数值方法，这取决于不同的理论方法。一个通用的方法是来自迪拉克-海森堡-维格纳（DHW）形式主义，需要修改的量子动力学方程。我们称这个方程的数值解为维格纳方法。其他类型的方程也是从DHW形式主义中推导出来的，并以包括磁场为目的进行数值求解。在旋转索特脉冲的情况下，开发了一种完全不同的数值方法，该方法基于半经典方法，因此称为半经典方法。进行了一些参数的研究，以了解对生产旋转Sauter脉冲。维格纳方法和半经典方法进行了详尽的比较，发现相互补充。这使得有可能覆盖旋转Sauter脉冲的完整参数范围，这有助于计算涉及反向传播圆偏振激光的实验的对产生率。对生产光谱的解释。由于维格纳方法的一般性质，它是可能的，以研究更一般的字段配置，其中包括脉冲椭圆偏振，啁啾或双色旋转索特脉冲。这些都表现出有趣的功能，包括动态辅助的Schwinger效应在双色脉冲，这可能是有用的计划高强度激光实验。
2016-12-07 hep-ph hep-th physics.plasm-ph
Magnetization and dynamically induced finite densities in three-dimensional Chern-Simons QED
在（2+1）维量子电动力学中，我们证明了在有限密度真空中自发磁化的存在，真空是朗道能级的最低点，完全或一半被费米子占据.电荷凝聚的出现是为了补充费米子反费米子凝聚，这打破了味U（2N）对称性，并导致费米子质量产生。Schwinger-Dyson能隙方程的解表明，费米子自能有助于诱导有限的费米子密度和/或费米子质量。在高斯定律约束下，对于具有Chern-Simons系数$κ=N e^2/2 π$和$κ=N e^2/4 π$的理论，磁化可以由电荷凝聚支持。对于$κ=N e^2/4 π$，在半满基态中同时产生了磁场和费米子质量，这打破了U（2N）对称性和Lorentz对称性.
1999-04-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-lat
Exact WKB analysis of the vacuum pair production by time-dependent electric fields
基于精确的WKB分析，我们研究了含时强电场的真空对产生。我们确定的系统与真空对生产的斯托克斯图的一般结构，并表明生产对的数量是由斯托克斯段连接对的转折点的连接矩阵的产品。我们推导出一个明确的公式，生产对的数量，假设半经典的限制。所得公式可以理解为Berry发散渐近级数方法的推广，并且与Brezin和Izykson的世界线瞬子方法和Bogoliubov系数的最速下降估计等半经典方法一致.我们还利用该公式讨论了外加强电场的时间依赖效应，包括微扰多光子对产生与非微扰Schwinger机制的相互作用，以及动力学辅助Schwinger机制.
2021-03-23 hep-ph hep-th math-ph
