Heisenberg-Euler and the Quantum Dilogarithm
University of Connecticut（康涅狄格大学）
本文通过量子对数函数推导了海森堡-欧文有效拉格朗日量的色散积分表示，揭示了电磁对称性的表现。
2025-12-16 hep-ph hep-th math-ph
Closed-form two-loop Euler-Heisenberg Lagrangian in a self-dual background
我们证明了在常欧氏自对偶背景下标量QED的双圈Euler-Heisenberg有效拉格朗日量在双伽玛函数下有一个简单的显式封闭形式表达式。这一结果导致一个简单的分析的弱和强场的扩展，两个循环的标量QED β函数，和解析延拓性质的有效拉格朗日及其虚部。
2001-11-14 hep-ph hep-th
Non-perturbative Euler-Heisenberg Lagrangian and Paraelectricity in Magnetized Massless QED
本文计算了强磁场$H$中无质量QED的非微扰Euler-Heisenberg拉格朗日量，其中磁场通过形成正负电子凝聚体来动态催化手征对称性破缺.这种手性凝聚体导致产生的动力学参数，必须找到非微扰的Schwinger-Dyson方程的解决方案。由于导致手征对称性破缺的电子-正电子配对机制主要由远小于$\sqrt{eH}$的动量的红外区的贡献所支配，因此磁场在理论中引入了一个动力学紫外截止，该紫外截止也进入了非微扰的欧拉-海森堡作用量。利用这个作用，我们表明，该系统在平行于磁场的方向上表现出显着的顺电性。这种效果的非微扰性质反映在非解析依赖的精细结构常数上获得的电极化。场方向上的强顺电性与形成手征凝聚体的对的电偶极矩的取向有关。大的电极化率可以用来探测物理系统中手征对称性破缺的磁催化的实现。
2012-07-11 hep-ph hep-th
Virtual axion-like particle complement to Euler-Heisenberg-Schwinger action
我们修改行动中的外部电磁场，包括虚拟类轴子粒子（ALP）激发的影响。一个可测量的除了QED-Euler-Heisenberg-Schwinger（EHS）的行动获得并纳入实验约束放在ALP质量和耦合到两个光子。这些约束的制度，其中ALP真空效应超过EHS效应的特点。我们发现，虚拟真空效应的探测提供了一种替代方法，在寻找物理相关的ALP。
2018-10-15 hep-ph nucl-th
Heisenberg-Euler Effective Lagrangians : Basics and Extensions
我提出了一个教学审查海森伯-欧拉有效的拉格朗日，开始与海森伯和欧拉，和Weisskopf的原始工作，在一个恒定的电磁背景场的量子电动力学的单圈有效作用，然后总结了一些重要的应用和推广到非均匀背景场，nonabel背景，和更高的循环有效的拉格朗日。
2004-06-23 hep-lat hep-ph hep-th
Investigating QED Effects on the Thin Accretion Disk Properties Around Rotating Euler-Heisenberg Black Holes
该研究探讨了QED修正对带电旋转EEH黑洞薄吸积盘性质的影响，发现QED修正增大ISCO半径，且自旋和电荷对盘的温度与效率有显著调节作用。
2025-06-22 gr-qc hep-ph hep-th
Einstein-Euler-Heisenberg Theory and charged black holes
考虑到单圈非微扰量子电动力学（QED）的Euler-Heisenberg有效拉格朗日量，我们建立了Einstein-Euler-Heisenberg理论，并研究了球几何中带电荷和磁荷的非旋转黑洞的解.在黑洞的强、弱电磁场的极限下，计算了黑洞视界半径、面积和总能量，并讨论了黑洞的不可约质量、熵和最大可提取能量以及Christodoulou-Ruffini质量公式.我们发现这些黑洞量与它们在Reissner-Nordström解中的对应量相比，得到了QED修正。QED修正表明了对黑洞电荷的屏蔽效应和对黑洞磁荷的顺磁效应。结果，与Reissner-Nordström解相比，黑洞视界面积、不可约质量和熵增加;然而，黑洞总能量和最大可提取能量减少。此外，我们表明，极端带电黑洞的条件被修改，由于QED校正。
2013-10-07 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Three-loop Euler-Heisenberg Lagrangian in 1+1 QED, part 1: single fermion-loop part
本文研究了1+1维旋量量子电动力学中的三圈欧拉-海森堡拉格朗日量。在这第一部分中，我们计算一个费米子圈的贡献，应用标准的费曼图和世界线形式主义，导致两种不同的表示四重Schwinger参数积分。与图计算不同，世界线方法允许将平面和非平面贡献结合到拉格朗日量中。我们的主要兴趣是在弱场展开系数的拉格朗日量，其中的非微扰预测已获得在以前的工作中使用世界线瞬子和Borel分析的渐近行为。我们开发的算法计算的弱场展开系数，在原则上，允许他们的计算任意顺序。在这里，对于非平面的贡献，我们基本上使用了二面体群D4在Schwinger参数空间中的多项式不变量，以保持表达式的可管理性。正如一般情况下所预期的那样，系数的形式为r1+r2*zeta（3），有理数为r1，r2。我们用解析法计算前两个系数，用数值积分计算另外四个系数。
2018-12-20 hep-ph hep-th
Introduction to effective field theories. 1. Heisenberg-Euler effective theory, decoupling of heavy flavours
这是有效场论的第一部分。考虑重粒子环的解耦（QED中的重轻子，QCD中的重夸克）。
2009-08-30 hep-ph
Euler-Heisenberg Lagrangian to all orders in the magnetic field and the Chiral Magnetic Effect
在高能重离子碰撞中，以及在磁星等天体中，会达到极端的磁场强度。因此，需要计算磁场中所有量级的量子电动力学过程。我们计算了二阶电场和各阶磁场的真空极化图，从而推广了欧拉-海森堡拉格朗日量。我们进行计算的有效拉格朗日方法的J. Schwinger以及使用修改后的费曼规则。我们发现，这两种方法给出了相同的结果，提供了不同的有限重整化项考虑。我们的结果意味着，任何定量解释最近提出的手征磁效应必须考虑到“强QED”的影响，因为这些修正是巨大的。
2010-09-08 hep-ph
Two-loop self-dual Euler-Heisenberg Lagrangians (I): Real part and helicity amplitudes
我们表明，无论是标量和旋量QED，两个循环的欧拉-海森堡有效拉格朗日常数欧几里德自对偶背景有一个非常简单的双伽玛函数的封闭形式的表达。此外，标量和旋量QED有效拉格朗日量是非常相似的。与其他背景的结果相比，这些结果是戏剧性的简化。我们应用它们来计算的低能量限制的双圈大规模N-光子的“所有+”螺旋度振幅。我们的结果的简单性可以与自对偶性，螺旋性和超对称性之间的联系。
2002-09-09 hep-ph hep-th math-ph
Birefringence and Dichroism of the QED Vacuum
我们使用海森堡-欧拉拉格朗日量的解析形式来计算任意强无扭场的真空的双折射和二向色性。PACS：12.20.Ds，42.25.Lc 97.60.Jd，98.70.Rz
1997-05-20 astro-ph hep-ph
"Background Field Integration-by-Parts" and the Connection Between One-Loop and Two-Loop Heisenberg-Euler Effective Actions
我们开发的费恩曼图，涉及大量的标量传播在一个恒定的背景电磁场的部分积分规则，并使用这些来表明，有一个简单的图解解释的质量重整化的两圈标量QED海森堡-欧拉有效作用量的一般恒定的背景场。这解释了为什么一个单圈项的平方出现在重整化的双圈海森堡-欧拉有效作用量中。不需要计算积分，也不需要背景场传播子的显式形式。这极大地简化了标量QED重整化双圈有效作用量的计算，推广了自对偶背景场的结果。
2006-02-21 hep-ph hep-th math-ph
The Two-Loop Euler-Heisenberg Lagrangian in Dimensional Renormalization
我们澄清了两个以前的两个计算的两圈QED欧拉-海森堡拉格朗日量，都在适当的时间正则化，通过计算这个量的尺寸正则化之间的差异。
1997-04-27 hep-ph hep-th
On the low-energy limit of the QED N-photon amplitudes: part 2
在最近的工作中，Gies和Karbstein发现，标量和旋量QED的双圈欧拉-海森堡拉格朗日量除了研究得很好的不可约贡献外，还有非零的可约贡献。这使以前的应用程序，这些拉格朗日计算的双回路$N$ -光子振幅的低能量限制。在这里，我们计算由于可约贡献对这些振幅的修正。
2018-07-27 hep-ph hep-th
On the Calculation of QED Amplitudes in a Constant Field
解释了如何第一量子化的世界线路径积分可以作为一个有效的替代费曼图在QED振幅和有效作用量的计算。这些例子包括一般恒定电磁场中的单圈光子分裂振幅、双圈欧拉-海森堡拉格朗日量和单圈轴向真空极化张量。
1998-07-08 hep-ph hep-th
Emergence of periodic in magnetic moment effective QED action
我们评估的非均匀静电索特阶跃电位的虚部新兴均匀的电场有效欧拉-海森堡-施温格行动来源于真空涨落的带电粒子与任意强度的磁矩。结果是收敛的所有值的旋磁比$g$，周期性的$g$，尖点在$g=2$。我们考虑的关系QED β函数也被发现是周期性的$g$。我们确认存在的渐近自由的条件下，使用这种新的方法和文件更广泛的$g$ -值的渐近自由。
2022-05-27 hep-ph
Improving Euler-Heisenberg-Schwinger effective action with dressed photons
本研究落实Weisskopf的方案，借助Białynicki-Birula的数学工具，在Euler-Heisenberg-Schwinger有效作用量研究中对外场施加虚极化修正，以单圈有效作用量为输入得到微分方程解，重现了Gies和Karbstein发现的高阶单割可约圈图。
2023-06-13 hep-ph hep-th nucl-th
Pair production at the edge of the QED flux tube
我们研究了在强非均匀且随时间变化的外电场中阿贝尔对的产生过程。在重离子碰撞中，外场的空间依赖性是由非阿贝尔色流管激发的。我们表明，不均匀性显着增加粒子产率相比，在常用的模型与恒定和均匀的字段。此外，我们的结果表明，在后者相反，大多数的粒子产生的界面处的场的轮廓，根据海森堡的预测。
2013-12-30 hep-ph
Two-Loop Self-Dual QED
我们提出了显式的封闭形式的表达的两圈欧拉-海森堡拉格朗日在一个恒定的自对偶领域，旋量和标量QED。这些表示的简单性使我们能够详细研究这些拉格朗日量的渐近性质，并使用Borel色散关系构建其虚部。特别是，对于这种自对偶的情况下，我们得到显式形式的Lebedev-Ritus函数出现在Schwinger表示的虚部在两个循环。利用自对偶性和螺旋性之间的联系，我们还得到了明确的公式的低能量极限的“所有+螺旋性”N光子振幅，在标量和旋量QED在一个和两个循环。
2002-10-30 hep-ph
Interfering QCD/QED Vacuum Polarization
由夸克环介导的真空极化不仅对QCD真空结构敏感，而且对外部电磁场也敏感。利用随机真空模型，用Fock-Schwinger方法计算了随机色场对单圈Euler-Heisenberg有效作用量的修正。我们的结果表明，非微扰轻夸克的贡献相同的数量级的通常QED条款。各种理论和实验的影响进行了讨论，在这个进展报告。
1998-11-17 hep-ph quant-ph
QED Second Order Corrections on the Speed of Light at Low Temperature
我们想在标准QED中，在双圈水平上考虑光子真空偏振张量的温度依赖性，研究低温下光速的热修正。结果表明，热浴对光的传播起色散介质的作用，光的传播速度与温度的二阶成正比地降低。与已知的计算是基于欧拉-海森堡拉格朗日和/或那些使用温度依赖的介质的电磁特性的相似性和差异进行了讨论。
2013-08-19 hep-ph hep-th quant-ph
Quark Condensate and Effective Action from Dyson--Schwinger Equations
在Dyson-Schwinger胶子真空中考虑夸克的非猝灭动力学，得到了QCD夸克凝聚。我们考虑了凝聚的非定域扩张，确定了夸克虚性。我们还得到了凝聚驱动的非微扰QCD对外电磁场中QED的Euler-Heisenberg拉格朗日量的贡献。
2009-12-09 hep-ph nucl-th
Induced electromagnetic fields in non-linear QED
Euler-Heisenberg有效拉格朗日量被用来获得一般表达式的电场和磁场引起的非线性，在非线性展开参数的领导秩序，和准静态的情况下。这些表达式然后被用来计算由于一个球壳的表面均匀分布的电荷，在存在一个外部恒定的磁场的感应电磁场。感应电场包含几个多极项与不寻常的角度依赖性。最重要的是，感应磁场的首项是由于感应磁偶极矩。
2008-11-14 hep-ph hep-th
Chiral Magnetic Effect in the Dirac-Heisenberg-Wigner formalism
本文用实时Dirac-Heisenberg-Wigner方法研究了手征磁效应（CME）的产生及相应的反常电流。该方法被广泛用于描述强场物理和QED真空隧穿现象以及重离子碰撞中的电子对产生。我们通过考虑随时间变化的场，扩展了恒流管构型中日冕物质抛射的早期研究。在这个模型中，我们可以跟踪轴向电荷分离的形成，轴向电流的形成，然后出现的异常电流。定性结果显示特殊的字段配置，有助于解释预测的CME相关的影响重离子碰撞在RHIC束能量扫描程序。
2018-05-11 hep-ph
Polarization of a probe laser beam due to nonlinear QED effects
非线性QED相互作用在给定的探测光束上产生不同的偏振特性。在激光实验中，当激光束通过恒定磁场或与另一束激光碰撞时，考虑了光子-光子相互作用引起的偏振效应。我们解决了量子玻尔兹曼方程的欧拉-海森堡拉格朗日框架内的时间依赖性和恒定的背景场，探索的斯托克斯参数Q，U和V描述偏振的时间演化。假设探测光束为初始线偏振，我们还计算了偏振面的诱导椭圆率和旋转。
2017-03-31 hep-ph hep-th physics.atom-ph
Nonlinear QED effects in X-ray emission of pulsars
在强磁场存在下，由于非线性QED相互作用，QED真空成为双折射介质。在这里，我们探讨了有效的光子-光子相互作用对光子通过脉冲星的磁化QED真空传播的偏振演化的影响。我们在欧拉-海森堡拉格朗日量的框架内求解量子玻尔兹曼方程，得到斯托克斯参数的演化。我们发现，线偏振的X射线光子在旋转的中子星的磁层中向外传播可以获得高的圆偏振参数值。同时，研究表明，除了光子能量外，光子的偏振特性还强烈地依赖于磁介质的参数，如磁场强度、倾角和旋转周期。我们的结果是明确的预测QED真空极化效应在附近的磁星，可以测试与即将到来的X射线偏振观测。
2017-09-01 astro-ph.HE hep-ph
Vacuum refractive indices and helicity flip in strong-field QED
真空双折射由光子在外场中翻转螺旋度或偏振态的幅度决定。在这里，我们计算的翻转和非翻转振幅在任意平面波背景下，随着诱导的时空相关的折射率的真空。我们比较了在低能量和高能量区域的振幅的行为，并分析了脉冲形状和能量的影响。我们还提供了第一个在Heisenberg-Euler有效作用量的系数的光前QED推导。
2014-01-28 hep-ph hep-th
Higher Harmonics in Non-Linear Vacuum from QED Effects Without Low Mass Intermediate Particles
我们证明了在慢旋转强横向磁场存在下，由于欧拉-海森堡拉格朗日量的一阶QED修正（在$α^2$中），存在无限大的谐波波函数谱$A_n$.频移是磁场角频率旋转$ω_0=2πν_m$的整数倍$\pm ω_0 n$，并且多个模式$n$耦合到最近的谐波$n\pm 1$。这是QED真空涨落产生的一个新效应，以前没有被利用过，它可以定性和定量地解释PVLAS合作组最近的实验结果，而不需要低质量的中间粒子，因此驳回了最近发现轴子的说法。[错误：PVLAS信号不能用这种机制来解释。]
2007-07-03 hep-ph
New partial resummation of the QED effective action
我们解释了一个猜想，其中指出，适当的时间序列展开的单圈有效的拉格朗日量子电动力学可以部分地总结在所有条款包含场强不变量$\mathcal{F} = \frac{1}{4} F_{μν}F^{μν} (x)$，$\mathcal{G}= \frac{1}{4} \tilde F_{μν}F^{μν}(x)$。这个总和被封装在一个因子中，其形式与（时空相关的）海森堡-欧拉拉格朗日密度相同。我们还讨论了一些影响和可能的扩展存在的重力。我们将集中讨论标量场的情况。
2021-10-05 gr-qc hep-ph hep-th
QED Effective Actions in Inhomogeneous Backgrounds: Summing the Derivative Expansion
量子电动力学的有效作用量编码由于量子真空极化效应的非线性相互作用。虽然我们对电子在恒定电磁场中的特殊情况（欧拉-海森堡情况）了解很多，但对非均匀背景的了解要少得多。这样的背景与实验情况更相关。处理非均匀背景的一种方法是“导数展开”，其中一种形式上围绕可解常场情况展开。在这个演讲中，我使用一些最近的完全可解的非均匀背景来对导数展开进行精度测试，以了解它在什么意义上收敛或发散。一个密切相关的问题是找到指数修正Schwinger的成对生产公式为恒定的电场，当电背景是不均匀的。
2000-11-07 hep-ph hep-th
QED vacuum fluctuations and induced electric dipole moment of the neutron
量子电动力学真空中的量子涨落产生非线性效应，例如奇特的感应电磁场。特别是，我们在这里表明，一个电中性粒子，拥有磁偶极矩，开发一个不寻常的角度依赖性的诱导电偶极子型时刻，当沉浸在一个准静态的，恒定的外部电场。这种效应的计算是在Euler-Heisenberg有效QED拉格朗日量的框架下进行的，对应于有效作用量到单圈阶的弱场渐近展开。有人认为，中子可能是一个很好的候选人，以探测这种信号的非线性QED。
2009-08-05 hep-ex hep-lat hep-ph
Self-duality, Helicity and Higher-loop Euler-Heisenberg Effective Actions
自对偶背景中的欧拉-海森堡有效作用量在双环中非常简单。这种简单性是由于自对偶性、螺旋性和超对称性之间的相互关系。应用包括双圈螺旋度振幅，β函数和非微扰效应。自对偶背景场中的双圈Euler-Heisenberg有效拉格朗日量自然地表示为单圈量。这反映了最近在N=4的SUSY Yang-Mills理论中发现的类似行为。
2003-12-11 hep-ph hep-th math-ph
Two-loop self-dual Euler-Heisenberg Lagrangians (II): Imaginary part and Borel analysis
本文分析了常自对偶背景下双圈Euler-Heisenberg QED有效拉格朗日量虚部的结构。与单循环相比，双循环结果的新特征在于虚部中的每个指数（瞬子）项的前因子本身具有渐近展开。我们还进行了高精度的测试Borel求和技术应用于弱场展开，并发现Borel色散关系再现的领导虚数贡献的全前因子。
2002-09-09 hep-ph hep-th math-ph
Simulating fermion production in 1+1 dimensional QED
我们利用实时晶格技术研究了1+1维QED中的费米子-反费米子产生。在这种非微扰方法中，费米子的全量子动力学被包括在内，而规范场动力学可以通过对相关场强的经典统计模拟来精确地表示。我们计算非平衡时间演化的规范不变关联函数实现“低成本”威尔逊费米子。通过引入Dirac-Heisenberg-Wigner函数的格点推广，我们在静态背景场的极限下恢复了1+1维的Schwinger公式。我们讨论了由于所产生的费米子-反费米子对的反作用而引起的场的衰减，并将这种方法应用于强非均匀规范场。后者使我们能够讨论一个惊人的现象，线性上升的潜力之间建立生产的费米子聚束后，最初的电脉冲停止。
2013-04-22 hep-lat hep-ph nucl-th
Chiral Magnetic Effect in the Dirac-Heisenberg-Wigner formalism
利用实时Dirac-Heisenberg-Wigner方法研究了手征磁效应（CME）的产生及其相关的反常电流。该方法被广泛用于描述强场物理和QED真空隧穿现象以及重离子碰撞中的电子对产生。我们通过考虑随时间变化的场，扩展了恒流管组态中日冕物质抛射的早期研究。在我们的模型中，我们可以遵循轴向电荷分离的形成，轴向电流的形成，然后出现的异常电流。定性结果显示特殊的字段配置，有助于解释预测的CME相关的影响，在重离子碰撞的RHIC束能量扫描程序。
2017-12-16 hep-ph
Exact evaluation and extrapolation of the divergent expansion for the Heisenberg-Euler Lagrangian I: Alternating Case
本文应用有限部分积分法闭合求值了QED中Heisenberg-Euler Lagrangian的精确单圈积分，并提出基于广义Stieltjes积分的方案，对交错发散弱场展开进行求和与强场外推。
2024-02-19 hep-ph hep-th math-ph
Euler-Heisenberg Lagrangian under an axial gauge field
研究了在恒定背景轴向规范下欧拉-海森堡拉格朗日量（均匀电磁场中的QED单圈有效作用量）的增广。两种特殊的配置承认一个确切的本征分解，因此有效的行动作为一个频谱和，增广狄拉克运营商：一个与磁场与手征化学势，和其他与电场与空间轴向规范，这类似于一个新兴的涡。一个增强Schwinger对生产被发现为后者，这是更充分地分析使用世界线瞬子形式主义。在那里，它被发现的整体增强是由于空间轴向规范作为一个负的质量移动。最后，我们评论的精确可解的情况下，任意电磁和轴向规范。
2023-03-21 hep-ph hep-th
Quantum electrodynamics with anisotropic scaling: Heisenberg-Euler action and Schwinger pair production in the bilayer graphene
我们讨论了各向异性标度下真空中出现的量子电动力学。各向异性标度系统是由Horava在引力的量子理论中提出的。在这样的真空中，空间和时间是不等价的，而且它们服从不同的标度律，称为各向异性标度。这种各向异性的缩放发生在双层石墨烯中的费米子上，如果忽略三角弯曲效应，则无质量的狄拉克费米子具有二次色散。这导致了各向异性的量子电动力学，其中电场和磁场服从不同的标度律。本文讨论了各向异性QED中的Heisenberg-Euler作用量和Schwinger对产生
2012-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el gr-qc
An all-loop result for the strong magnetic field limit of the Heisenberg-Euler effective Lagrangian
我们提供了一个明确的表达式的强磁场极限的海森堡-欧拉有效拉格朗日标量和旋量量子电动力学。为此，我们表明，强磁场的行为是完全由最近才发现的单粒子可约贡献。后者可以有效地构建在一个基本上代数程序从低阶单粒子可约图。值得注意的是，领先的强磁场行为的全回路海森伯-欧拉有效拉格朗日只需要输入的单回路拉格朗日。我们的结果修正了以前的研究结果完全基于一个粒子的不可约的贡献。此外，我们还简要讨论了强电场极限，并对大$N$极限下的外场QED作了评述。
2020-12-20 hep-ph hep-th quant-ph
Light Cone QED in a Homogeneous Electric Background
我提出了一个精确的解决方案海森堡图片，狄拉克电子在电场的存在下，它任意依赖于光锥时间参数$x^+ = (t+x)/\sqrt{2}$。这是迄今为止获得的最大一类背景场的模函数。该解适用于任何质量和任何时空维度的电子。$p^+ = 0$的传统振幅被明确解决。结果表明，初始值运算符不仅包括$x^+ = 0$上的$(I + γ^0 γ^1) ψ$，还包括$x^- = -L$上的$(I - γ^0 γ^1) ψ$。粒子对的产生是光锥上的一个离散的瞬时事件，因此可以实时计算粒子产生率。在$D=1+1$维度中，人们也可以看到异常。另一个新的特点的解决方案是，电流运营商的期望值依赖于非解析的背景场。这似乎暗示了QED的一个新的、强有力的阶段。
2001-10-22 hep-ph hep-th
On the Higher Loop Euler-Heisenberg Trans-Series Structure
我们发现，在一个恒定的背景场中的单圈Euler-Heisenberg QED有效拉格朗日量获得了非常不同的非微扰的反式系列结构在两个圈和更高的圈级的精细结构常数。在单圈之外，虚粒子相互作用，引起瞬子的波动，从而单圈波莱尔变换的简单极点成为分支点。我们详细说明了这一点，在两个循环的顺序使用Ritus的开创性成果的重整化两个循环的有效拉格朗日作为一个精确的双积分表示，并提出了一种可能的新方法来计算在更高的循环顺序。我们的方法产生非常准确的外推从弱场到强场，从磁背景场到电背景场，在一个循环和两个循环的顺序，令人惊讶的小微扰输入的基础上。
2021-01-25 hep-ph hep-th math-ph
New Strong-Field QED Effects at ELI: Nonperturbative Vacuum Pair Production
自从索特、海森堡、欧拉和科克尔的工作以来，人们已经理解了量子电动力学（QED）中的真空极化效应预测了引人注目的新现象，如光-光散射和真空中的电子对产生。然而，这些基本效应很难在实验上探测，因为它们非常弱，并且很难在理论上分析，因为它们是高度非线性和/或非微扰的。极光基础设施（ELI）项目为这个基本上未被探索的世界提供了一个新的窗口。我回顾了这些想法，以及一些新的结果，解释了为什么量子场论学家对激光科学这一迅速发展的领域如此感兴趣。我专注于已开发的理论工具来分析非微扰真空对生产。
2009-12-01 hep-ph hep-th math-ph
One-particle reducible contribution to the one-loop scalar propagator in a constant field
最近，Gies和Karbstein证明了双圈欧拉-海森堡拉格朗日量除了已知的单粒子不可约贡献外，还接收有限的单粒子可约贡献。在这里，我们证明了一个类似的贡献存在于一个恒定的领域已经在一个循环的水平传播，我们计算这种贡献的标量QED的情况下。我们还提出了一个独立的推导Gies-Karbstein结果使用世界线形式主义，治疗标量和旋量QED的情况下，在一个统一的方式。
2017-04-14 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Strong-Field Physics in QED and QCD: From Fundamentals to Applications
本文综述了QED和QCD中强电磁场量子动力学的基础与应用，涵盖朗道量子化、重求和、真空涨落、维度约化及手征输运现象，并总结了2022年底前的格点QCD进展。
2023-07-17 astro-ph.HE cond-mat.str-el hep-lat
Coherent-field QED transitions based on coherent-state boundary conditions
National Institute for Fusion Science, National Institutes of Natural Sciences（日本国立研究开发法人 国立自然科学研究所 核聚变科学研究所）；The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学）
本文通过凝聚态边界条件重新诠释QED中的背景场近似，揭示其作为完整QED的受控极限。
2026-07-29 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
$(\mathcal{F},\mathcal{G})$-summed form of the QED effective action
我们猜想，量子电动力学的单圈有效拉格朗日量的适当的时间序列展开，可以在所有的条款，包含场强不变量$\mathcal{F} = \frac{1}{4} F_{μν}F^{μν} (x)$，$\mathcal{G}= \frac{1}{4} \tilde F_{μν}F^{μν}(x)$，包括那些也拥有电磁场强度的导数求和。这个部分的重新计算被精确地封装在一个因子中，这个因子的形式与海森堡-欧拉拉格朗日密度的形式相同，只是现在电场和磁场可以任意依赖于时空坐标。我们为这个猜想提供了强有力的证据，并在适当的时候得到了六阶证明。此外，作为副产品，我们产生了一些可解的电磁背景。我们还讨论了广义的施温格公式的非恒定电场诱导的对生产的影响。最后，我们简要地概述了这些结果在引力存在下的扩展。
2021-04-21 gr-qc hep-ph hep-th
Effective Lagrangians and low energy photon-photon scattering
我们使用光子能量$ω$小于电子质量$m_e$的光子-光子散射的行为来研究将欧拉-海森堡拉格朗日量作为有效场论处理的意义。具体来说，我们确定的$ω^2/m_e^2$行为的散射振幅预测包括一个循环的修正欧拉-海森堡有效拉格朗日与所需的重可化的counterterms。这种行为进行了比较，通过扩大确切的QED光子-光子散射振幅的能量依赖性。如果在有效场论中引入的反项仅限于由可重整化性决定的反项，则两种展开式的$ω^2/m_e^2$依赖性不同。
1998-01-31 hep-ph
Vacuum Instability in Electric Fields via AdS/CFT: Euler-Heisenberg Lagrangian and Planckian Thermalization
利用AdS/CFT对应分析了强耦合规范理论在恒定电场中的真空不稳定性。该模型是N=2的1味超对称大N_c QCD。我们从AdS/CFT中的复D膜作用量出发，计算了Euler-Heisenberg有效拉格朗日量L（E），它描述了真空在背景电场E中的非线性响应和量子衰变率.我们发现，由Im L（E）给出的衰变率在临界电场以上变为非零。用约束力代替电子质量，发现Im L（E）的大E展开与QED中Schwinger效应的大E展开一致。然后，非微扰地求解了系统在强电场中随时间变化的响应，并在最短时间尺度“普朗克热化时间”t ~ 1/T ~ E^{-1/2}上观察到了普遍的热化现象.这里，T是夸克在非零电流的非平衡状态下感受到的有效温度，在AdS/CFT中计算为霍金温度。更强的电场加速了热化过程，对于RHIC实验中的一个实际电场值，我们得到了t ~ 1 [fm/c]，这与我们所认为的值是一致的。
2013-09-17 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
The Axial Anomaly in D=3+1 Light-Cone QED
我们考虑$(3+1)$维，任意质量的狄拉克电子，在电场和磁场都平行于$x^3$轴的存在下传播。磁场在空间和时间上是恒定的，而电场则任意地取决于光锥时间参数$x^+ = (x^0 + x^3)/\sqrt{2}$。在此背景下，我们给出了电子场算符的海森堡方程的显式解。电场导致电子-正电子对的产生。我们计算了在$x^+ = 0$的自由真空状态下的矢量流和轴向矢量流的期望值。在$(3+1)$维光锥QED中首次验证了流守恒和轴矢反常的标准结果。我们的算子解的一个有趣的特征是，除了通常依赖于$x^+ = 0$上的算子之外，它还以基本方式依赖于来自$x^- = -L$上的特征的算子。这种依赖性甚至在无限$L$的极限下仍然存在。忽略$x^-$算子会导致么正性的逐渐丧失，违反电流守恒，失去可重正化性，并导致轴向量异常的错误结果。
2002-09-10 hep-ph hep-th
Towards the full Heisenberg-Euler effective action at large $N$
本文在大N极限下研究QED的Heisenberg-Euler有效作用量，通过构造显式有效Lagrangian并对两个标量系数极值化，得到了任意场强下完整的全阶非微扰结果，并验证其正确重现已知强场极限与低阶微扰展开。
2023-12-15 hep-ph hep-th
Two-Loop Diagrammatics in a Self-Dual Background
本文发展了简化常自对偶背景场中传播子双圈QED图的图解规则。这种图解分析，使用尺寸正则化，是用来解释如何完全重整化的双圈欧拉-海森堡有效拉格朗日QED在自对偶背景场是自然地表示在单圈图。在背景场中的双环和单环真空图之间的联系与没有背景场的自由真空图的相应联系是平行的，这可以通过简单的代数运算得出。它也反映了最近在N=4的SUSY Yang-Mills理论中发现的类似行为。
2003-11-18 hep-ph hep-th math-ph
Chiral Anomaly, Schwinger Effect, Euler-Heisenberg Lagrangian, and application to axion inflation
强电磁场中的粒子产生是固体物理、重离子碰撞、早期宇宙学和形式量子场论中反复出现的主题。本文讨论平行电场和磁场背景下的狄拉克方程。我们回顾了Schwinger粒子的产生率，阐明了手征反常方程的产生，并计算了带电费米子的感应电流。我们区分的贡献，从非微扰粒子生产，从运行的规范耦合常数和非线性的有效QED拉格朗日，并澄清这些贡献如何出现在一个单一的框架内。我们将这些结果应用于轴子膨胀。驱动宇宙暴胀子的赝标粒子与阿贝尔规范群之间的陈-西蒙斯耦合导致了规范场和带电费米子的双重产生。我们发现，由此产生的标量和引力波功率谱强烈依赖于费米子质量。
2020-02-28 astro-ph.CO cond-mat.mes-hall hep-ph
