Particle self-bunching in the Schwinger effect in spacetime-dependent electric fields
基于1+1维等时Wigner理论,研究了非微扰正负电子对的产生(Schwinger效应)。在一个简单的空间和时间相关的电场脉冲的存在下的Schwinger效应的从头计算进行的第一次,允许计算的时间演化的可观察的量,如电荷密度,粒子数密度或创建的粒子的总数。我们预测了一个新的自聚束效应的电荷在相空间由于脉冲的空间和时间结构。
2011-11-10 hep-ph hep-th quant-ph
Quantum simulator for the Schwinger effect with atoms in bi-chromatic optical lattices
特别设计的光晶格中的超冷原子可以用来模拟描述电子和正电子在外部电场中的多粒子哈密顿量。这有助于实验模拟(迄今未观察到的)基本量子现象,如Schwinger效应,即,强电场在真空中自发产生正负电子对。
2011-03-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Electrostatic pair creation and recombination in quantum plasmas
研究了量子等离子体中静电波集体产生正负电子对的过程。特别是,一个半经典的控制方程组的量子等离子体中的施温格机制的自洽处理对创建。
2006-03-21 quant-ph
Optimization of Schwinger pair production in colliding laser pulses
最近的研究表明,施温格对生产的渐近粒子谱是非常敏感的外电场分布。我们扩展的想法,动态辅助Schwinger效应从单脉冲轮廓更现实的领域配置中产生的全光学实验搜索对创建。我们使用量子动力学的方法来研究粒子的生产,并采用多启动方法,结合最优控制理论,以确定一组参数的粒子产量在动量空间中的前进方向是最大化的。我们认为,这种策略可以用来增强信号的对生产在一个给定的检测器在实验设置。
2014-09-28 hep-ph quant-ph
Multi-photon enhancement of the Schwinger pair production mechanism under strong FEL radiation
在这项工作中,我们研究了产生的电子-正电子对从真空中存在的一个领域所产生的碰撞的两个反向传播的自由电子激光光束,经历高斯振幅起伏。我们的工作旨在扩展以前的工作的基础上的驻波假设,包括固有的随机振幅波动的个人自由电子激光光束。如图所示,取决于过程的顺序,在多光子机制中的大强度窗口上可以预期所创建的对的数量的大的非线性增强。本文还讨论了自由电子激光装置中产生超强高能辐射的真空对问题。
2020-09-30 hep-ph hep-th quant-ph
Entanglement scaling and dynamics in the Sauter-Schwinger effect
Seoul National University(首尔大学);University of Edinburgh(爱丁堡大学)
研究强场QED中萨特-斯威格效应下的纠缠熵标度转变及动态演化,揭示非微扰对产生对量子关联结构的影响。
2026-01-20 gr-qc hep-ph hep-th
Sauter-Schwinger effect in a Bardeen-Cooper-Schrieffer superconductor
从60年代开始,超导性和量子场论的发展产生了一种深刻而令人惊讶的联系。安德森-希格斯机制和狄拉克方程与博戈留博夫-德热内方程之间的相似性是最有趣的例子。在这最后一个类比中,大质量狄拉克粒子与准粒子激发相一致,费米子质量能量与超导能隙能量相一致。在这里,我们进一步遵循这种平行性,并表明它预测了一个突出的现象:超导Schwinger效应(SSE)。在量子电动力学Schwinger效应中,电子-正电子对是由强电场从真空中产生的,我们证明了静电场可以从超导基态凝聚体中产生两个相干激发。从耗散的热激发,这些形成一个新的宏观相干和无耗散的状态。我们讨论了超导态如何被这种激发的产生所削弱。我们的研究结果除了为施温格效应的实验验证提供了一种新的思路和方法外,还为理解和利用超导体与电场之间的相互作用铺平了道路。
2021-03-21 cond-mat.supr-con hep-th quant-ph
Electron-positron pair creation characterized by the conversion energy
在正负电子对产生的研究中,证明了用电子与其共轭正电子的质能之和作为电子对的转换能来表征电子对产生的机制。用量子场论模拟方法对几种不同的场结构进行了验证,发现它能描述产生过程,具有丰富的物理图象,能显示出所有的产生通道,并能具体给出每个通道的产额。作为一个非常方便和强大的检测量,它可以适用于一些复杂的对创建过程,如由两个不同的光子的合作,以及动态辅助Schwinger机制触发。
2016-05-22 hep-ph quant-ph
Multi-pair states in electron-positron pair creation
超强电磁场可以导致单个或多个电子-正电子对的自发产生。对创建过程的量子场论处理结合数值方法提供了一个描述的费米量子场状态,从其中可以推断出多个电子-正电子对的所有可观的。这允许深入研究电子-正电子对产生的复杂多粒子动力学,包括多对统计以及动量分布和自旋。为了说明这种方法的潜在好处,它被施加到非微扰的Schwinger对创建和微扰的多光子对创建之间的中间制度的对创建多对状态的创建变得不可忽略,但级联还没有设置。此外,它是演示如何创建的电子和正电子的自旋和螺旋度的影响的反向传播的激光场的偏振,诱导创建的电子-正电子对。
2016-07-25 quant-ph
Pair creation by time-dependent electric fields: Analytic solutions
精确的解析解的时间演化的QED真空中产生的均匀电场,是在负无穷大开始的电磁开关的对的密度。对的产生是由狄拉克-海森伯-维格纳函数描述的[物理评论D 44,1825(1991)]。显式的解决方案是通过推广的旋量分解的方法来处理时变电场。本文的主要结果是电子对密度是场强的解析函数,它可以展开成收敛的幂级数。因此,施温格公式中存在的本质奇点应归因于与时间无关的场产生对的过程的无限长的持续时间。
2013-09-23 hep-th math-ph math.MP
Scattering matrix approach to dynamical Sauter-Schwinger process: Spin- and helicity-resolved momentum distributions
本文基于 $S$-矩阵方法和 Dirac 方程提出一种研究含时电场中动力学 Sauter-Schwinger 电子对产生的框架,计算了自旋和螺旋度分辨的动量分布,验证了方法有效性并揭示了动量分布中的涡旋结构。
2024-03-22 quant-ph
Phase-Integral Formulation of Dynamically Assisted Schwinger Pair Production
我们提出了一个相位积分公式的动态辅助施温格对生产标量电荷找到对生产密度下的强低频场和弱高频场。主导的WKB作用量是由恒定场确定的Schwinger公式,其修正由振荡场的Keldysh参数$mω_{q}/qE_{q}$确定。我们发现了一个系统的表达的领导WKB行动作为一个幂级数的Keldysh参数,其系数给出作为积分的产品领域在复杂的时间域。对于强恒定场叠加弱振荡场的情况,我们提供了显式公式,并提出了数值计算的程序。所提出的相位积分公式应提供一个明确的简单的方法,定量分析的领先阶动态辅助施温格对生产的特点。
2021-09-21 hep-ph physics.plasm-ph quant-ph
Diffraction at a time grating in electron-positron pair creation from vacuum
在量子场理论框架下,研究了在一系列含时电场脉冲驱动下真空中产生正负电子对的Sauter-Schwinger过程。我们的数值结果表明,产生的对的概率分布表现出内和脉冲间的干涉结构。我们表明,这种结构可以观察到超出的WKB理论,这是早期调查的重点的适用性制度。超越这些发展,我们进行分析的时间演化运营商的任意本征模的费米子场。这表明,脉冲间峰值的完美相干增强永远无法达到。另一方面,一个近乎完美的相干性是由于在定义酉时间演化的相位的避免交叉处的非绝热跃迁。这种分析使我们能够确定几乎完美的相干性丧失的条件。
2018-07-14 hep-ph quant-ph
SU(N) Coherent States
我们将SU(2)代数的Schwinger玻色子表示推广到SU(N),并利用$2(2^{N-1}-1)$玻色子谐振子的产生和湮灭算符定义了SU(N)的相干态.我们给出了SU(N)的所有(N-1)Casimirs的显式构造。属于SU(N)的任何不可约表示的SU(N)相干态用Casimir算符的本征值来标记,并用(N-1)个描述SU(N)流形的复正交向量来表征。相干态提供了一种恒等式的解决方案,满足连续性,并具有各种群论性质。
2002-06-02 hep-th math-ph math.MP
Study of pair production in inhomogeneous two-color electric fields using the computational quantum field theory
首先从理论上证明了计算量子场论与量子动力学理论在空间均匀含时电场中对产生的等价性,然后从数值上验证了它们在一维含时电场中对产生的等价性,最后详细研究了场频率、空间宽度、脉冲宽度、和相对相位对非均匀双色电场中动态辅助Schwinger对产生的影响。结果表明,电子对产生的增强效应对场频率非常敏感,一般在较短的场宽、较长的脉冲宽度和最大场强的相对相位时非常明显。这些结果可为在给定的场参数范围内,以最大化生偶产量为目标的生偶最优控制理论提供有意义的参考。
2021-06-08 hep-ph quant-ph
Vortex Structures and Momentum Sharing in Dynamic Sauter-Schwinger Process
本研究分析动态Sauter-Schwinger过程中电子-正电子对产生的动量分布涡旋结构,揭示其随激光频率跨过单光子阈值的变化规律及动量分配转变特性。
2023-06-13 quant-ph
A photon model based upon chaos produced by static, Schwinger-level electric field nonlinearities that satisfies all first-order properties
在这项工作中,我们假设,Schwinger的阈值为动态电场强度,以诱导空间非线性是一个特殊的情况下,更一般地说,它是静态和动态电场的阈值场。这种量级的场会诱导负能量电荷来适应正能量属性;在原子内,它们还支持时变场的状态间能量转移和状态内混乱混合。非线性引起的混沌形成光子产生的概率性质的基础。在原子和更低尺度上的物理问题的答案不断发展,因为类似混沌的电子运动在10 z的时间尺度上改变了它们的构型。在原子内部,产生光学频率场的频率混合发生在原子核周围的非线性区域。在概率的基础上,真空电荷环可以被诱导形成一个等效的波导,当能量永久地远离原子时,波导限制能量。传播的相对论增广场会损耗电荷,从而束缚和保护能量携带场。光子荷场系综是局域化的,是量子封闭的,具有零静质量和永久稳定性等一阶光子性质。对于以接近c的速度运动的近邻光子,我们发现具有圆反平行偏振的光子之间存在一个小的、恒定的吸引力。
2020-09-15 nlin.CD physics.atom-ph physics.class-ph