Nonadiabatic Nonlinear Optics and Quantum Geometry -- Application to the Twisted Schwinger Effect
研究了强相干激光场在固体中诱导非线性光学过程的隧穿机制。该理论是基于扩展的Landau-Zener模型与非绝热几何效应。除了先前已知的整流效应，我们发现两种效应，即完美隧穿和反绝热在快速扫描速度。我们将这一理论应用于扭曲的施温格效应，即，研究了旋转电场作用下粒子对的非绝热产生，并找到了Dirac和Weyl费米子中光谷极化和光电流的非微扰产生机制。
2021-09-16 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Photon-photon interaction and Schwinger process
我们考虑了两粒子碰撞引起的隧穿过程。用热浴法得到的结果与经典构型的结果一致。计算了过程速率的库仑修正和汤川修正。
2013-01-14 hep-ph 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
Schwinger pair production at nonzero temperatures or in compact directions
电场可以通过量子隧穿而衰减：正如施温格所计算的那样，电子-正电子对可以从真空中被召唤出来。在本文中，我计算在非零温度下的成对产生率。我发现，在高温下的衰变率是由一个新的瞬子，涉及热涨落和量子隧穿，这种衰变是指数速度比在文献中的速率。我还计算了当电场包裹一个紧凑的圆时（在零温度下）的衰减率。同样的新瞬子也控制着这个速率：我发现，对于小圆圈，衰变是由一个过程主导的，这个过程使电场下降一个单位，但不产生带电粒子。
2019-01-27 hep-ph hep-th
Entanglement entropy in a time-dependent holographic Schwinger pair creation
本研究分析含时脉冲产生的施温格对的纠缠，通过半经典近似、规范-引力对偶及热力学方法推导纠缠熵，揭示隧穿增强、辐射耗散纠缠熵的规律。
2023-12-17 hep-ph hep-th nucl-th
Accurate correction of arbitrary spin fermions quantum tunneling from non-stationary Kerr-de Sitter black hole based on corrected Lorentz dispersion relation
根据弦论和量子引力理论研究中提出的修正色散关系，对Rarita-Schwinger方程进行了精确修正，得到了Rarita-Schwinger-Hamilton-Jacobi方程，并利用该方程研究了动态Kerr-de Sitter黑洞中任意自旋费米子的量子隧穿辐射特性.导出了一系列精确修正的描述黑洞性质的物理量，如表面引力、化学势、隧穿几率和Hawking温度。这一研究丰富了黑洞物理的研究方法，使研究内容更加精确。
2020-02-09 gr-qc hep-th quant-ph
Holographic Schwinger Effect and the Geometry of Entanglement
本文指出，最近提出的夸克与反夸克纠缠对的体对偶对应于对偶场论中描述Schwinger对产生的隧穿瞬子的洛伦兹延拓。这一观察支持并进一步解释了詹森和卡奇的主张，即EPR对的体对偶是一个在其世界表上有虫洞的弦。我们认为，这构成了一个广告/CFT实现创造一个惠勒虫洞。
2013-12-23 hep-th
Schwinger Pair Production via Instantons in Strong Electric Fields
在空间相关的规范中，强电场中的克莱因-戈登方程的每个模式都表现为带有势垒的与时间无关的薛定谔方程。我们提出，量子隧穿的单瞬子和多瞬子可能与玻色子的单对和多对产生有关，而玻色子的非对产生的相对几率由通过瞬子的总隧穿几率决定.在均匀电场的情况下，瞬子解释准确地恢复了众所周知的玻色子对产生率，当考虑泡利阻塞时，它给出了正确的费米子产生率。利用瞬子计算了非均匀电场中的电子对产生率。此外，瞬子解释证实了玻色子和费米子不能仅由静态磁场产生的事实。
2002-03-05 hep-th
Holographic Schwinger Effect
在N=4超对称Yang-Mills理论的库仑分支上研究了外加电场作用下W玻色子隧穿对的产生.我们使用AdS/CFT全息找到一个推广的Schwinger公式对生产率的强耦合，平面限制，其中包括交换的虚拟无质量粒子的所有订单。我们发现，对创建公式有一个上限临界电场超过该过程不再是指数抑制。临界场的值与在AdS 5XS 5背景中探测D3-膜的Born-Infeld作用中发生的值相同。
2011-09-13 hep-ph hep-th
Schwinger Pair Production in Electric and Magnetic Fields
静电场和磁场中的带电粒子具有朗道能级和来自真空的隧穿态。利用Phys.Rev.D65，105002（2002）中的瞬子方法，我们得到了旋量和标量QED中对产生率的计算公式，该公式对所有Landau能级求和，精确地恢复了已知的结果.对生产率计算有限程度的电场，与恒定的磁场也存在，并示出有边界效应。
2006-03-09 hep-th
Toward One-Loop Tunneling Rates of Near-Extremal Magnetic Black Hole Pair-Production
最近在领先的WKB近似下研究了磁性Reissner-Nordström黑洞（电荷$\pm q$）的成对产生。在这里，我们考虑一般的量子涨落在相应的瞬子几何给出的欧几里德恩斯特度规，为了模拟的行为的单圈隧穿率。对恩斯特度规的详细研究表明，对于足够弱的场$B$，这个问题可以简化为在有限大小的热浴中处于热平衡的单个近极值欧几里德黑洞周围的量子涨落问题。经过适当的重整化程序，典型的一个循环的贡献WKB指数被证明是成反比的$B$，$B\rightarrow 0$，表明领先的Schwinger项是由一个小的分数$\sim \hbar /q^2$校正。我们证明，这种修正的Schwinger项实际上是由于半经典的黑洞的质量-电荷比，即使在极端的极限仍然存在。最后，我们讨论一些松散的结局。
1994-11-16 gr-qc hep-th
Field Theoretic Approach to Interacting Two Body Tunneling
Reed College（里德学院）
本文提出利用场论方法研究相互作用双体隧穿问题，推导贝蒂-萨尔佩特方程并验证物理一致性。
2026-03-06 hep-th nucl-th
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
Solving the Dirac equation on a GPU for strong-field processes in multidimensional background fields
Umeå University（于默奥大学）
本文提出用GPU高效求解狄拉克方程，用于多维背景场中的强场过程，通过散射波函数方法计算对偶产生概率并对比世界线瞬子近似。
2025-12-18 hep-ph hep-th
Pulse shape dependence in the dynamically assisted Sauter-Schwinger effect
索特-施温格效应描述了强且缓慢变化的电场$E_{\mathrm{strong}}$通过隧穿从真空产生的非微扰电子-正电子对，而动态辅助索特-施温格效应对应于通过附加的弱且快的电或电磁脉冲$E_{\mathrm{weak}}$产生对的概率的强（指数）增强。使用WKB和世界线瞬子方法，我们发现这种增强机制强烈依赖于快脉冲的形状。对于前面考虑的Sauter分布$1/\cosh^2(ωt)$，阈值频率$ω_{\mathrm{crit}}$（其中增强机制设置）基本上与弱脉冲的幅度$E_{\mathrm{weak}}$无关--而对于高斯脉冲$\exp(-ω^2t^2)$、振荡分布$\cos(ωt)$或驻波$\cos(ωt)\cos(kx)$，$ω_{\mathrm{crit}}$的值确实（在数学上）依赖于$E_{\mathrm{weak}}/E_{\mathrm{strong}}$。
2015-10-12 hep-th
Full counting statistics of Schwinger pair production and annihilation
我们研究的粒子和反粒子对产生的数量的概率分布时，通过施温格效应均匀，但随时间变化的电场施加到非相互作用的标量或旋量最初在热力学平衡。我们推导出的特征函数的公式，采用技术在介观物理，反映了密切的Schwinger效应和介观隧穿输运之间的类比。特别是，我们发现，对生产在介质中的标量（旋）由于玻色刺激（泡利阻断）增强（抑制）。此外，除了通过电场产生加速对之外，发现减速对的湮灭发生在介质中。我们的公式允许我们提取的概率分布在各种情况下，如那些服从广义三项式统计的自旋动量分辨计数和双向泊松统计的自旋动量未解决的计数。
2021-08-31 cond-mat.mes-hall hep-th
Non-Perturbative Quark-Antiquark Production From a Constant Chromo-Electric Field via the Schwinger Mechanism
通过直接计算路径积分，得到了具有任意色指数$a$的SU（3）色电场E^a的非微扰夸克（反夸克）产生率及其p_T分布的精确结果.与WKB隧穿结果不同，它只依赖于一个规范不变量|E|，即色电场的强度，我们发现夸克（反夸克）产生率p_T分布的精确结果依赖于两个独立的卡西米尔（规范）不变量E^aE^a和[ d_{abc} E^aE^bE^c]^[2]。
2005-12-07 hep-lat hep-ph hep-th
Holographic Schwinger effect in de Sitter space
利用AdS/CFT对应，我们构造了描述德西特空间中施温格对产生的隧道瞬子的全息对偶。我们的方法使我们能够提取的临界值的电场的势垒消失，使真空不稳定。此外，我们计算的大- $λ$，大- $N_c$修正的成核率，我们发现，它同意与以前的预期的基础上微扰计算。作为本调查的副产品，我们研究的因果结构的字符串双核对所看到的不同的静态观察员，我们表明，它可以被解释为一个动态创建的“胶子”虫洞。我们解释了这一结果如何为ER=EPR猜想提供了进一步的证据，作为同一物理现象的两种描述之间的等价性。
2015-02-23 gr-qc hep-th
Interference Effects in Schwinger Vacuum Pair Production for Time-Dependent Laser Pulses
我们提出了简单的新的近似公式，标量和旋量QED，从真空中产生的粒子数的时间相关的电场，将产生的干扰效应，从任意数量的不同的半经典转折点。当激光脉冲的时间轮廓具有子周期结构时，这种干涉效应是重要的。我们将展示如何得到的半经典的直觉可以用来指导设计的时间配置文件，提高了动量谱由于干涉效应。这个结果很容易实现，并且普遍适用于时间相关的隧穿问题，例如出现在粒子和核物理，凝聚态物理，原子物理学，化学物理和引力物理的许多其他背景下。
2011-02-21 hep-ph hep-th quant-ph
Schwinger pair production in AdS2
本文分析了二维Anti-de Sitter空间（AdS_2）中带电粒子在恒定均匀电场作用下的成对产生。我们计算的生产率都在半经典水平，视Schwinger对生产作为一个隧道事件，并在全量子水平，通过提取的虚部的一个循环的振幅。与平坦空间中通常的施温格电子对产生不同，AdS_2中的电子对产生需要足够大的电场E^2> M^2+1/4，以克服AdS几何结构的限制效应--换句话说，电场E的存在使Breitenlohner-Freedman束缚提高到M^2 > -1/4 + E^2。对于大于这个阈值的E，真空对于在本体中产生带电对是不稳定的。我们希望我们的结果有助于构造超对称AdS_2 × S^2微扰弦真空，它进入极端带电黑洞的近视界极限。虽然在这些情况下遵守广义Breitenlohner-Freedman约束，BPS粒子的生产在阈值是可能的，并与AdS_2的碎裂。
2005-01-27 hep-th
Vacuum decay in multidimensional field landscapes: thin, thick and intersecting walls
我们研究了多维场空间中真空之间的隧穿。工作在严格的薄壁近似，我们发现，传统的瞬子假真空衰变发展一个新的消失的本征值在其波动行列式，所产生的装饰的成核气泡壁与额外的真空的小点。天真地，这将表明，在场空间中的额外的真空的存在下，导致成核率的大幅提高。然而，我们认为，这种潜在的增强是由物理气泡壁交叉点的有限厚度。然后，我们讨论了新的鞍点的薄壁行动，在某些制度的参数空间，有可能破坏传统的瞬子假真空衰变。
2011-07-27 hep-th
Observation of Analogue Dynamic Schwinger Effect and Non-Perturbative Light Sensing in Lead Halide Perovskites
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）；Aarhus University（奥胡斯大学）；King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
本文证明甲基溴化铅钙钛矿表现出类比动态 Schwinger 效应，并利用该非微扰效应实现了对电场的高灵敏传感及非参量上转换过程的放大，为超宽光谱光探测提供了新途径。
2025-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Schwinger effect in de Sitter space
我们考虑了1+1维de Sitter空间中的Schwinger对产生，空间中充满了一个恒定的电场$E$ .这可以被认为是一个超越半经典近似描述假真空衰变的模型，其中质量为$m$和电荷为$e$的量子场$ϕ$对扮演真空泡的角色。我们发现，绝热的“在”真空与平面图开发了一个类空的期望值的电流$J$，这显然打破了德西特不变性的背景场。我们推导出一个简单的表达式为$J(E)$，表明“向上”和“向下”隧穿有助于建立的电流。对于重场，与$m^2\gg eE,H^2$，电流是指数抑制，与半经典瞬子方法的结果一致。这里$H$是逆德西特半径。另一方面，具有$ m \ll H$的光场导致红外超导现象，其中非常小的电场$mH \lesssim eE \ll H^2$导致非常大的电流$J \sim H^3 /E$。我们还证明了$ϕ$的所有Hadamard态必然会破坏de Sitter不变性。最后，我们评论的初始条件的作用，和“记忆的持久性”的影响。
2014-01-26 gr-qc hep-th
Comments on Critical Electric and Magnetic Fields from Holography
本文讨论了全息对偶描述场论中临界电场和临界磁场的某些问题。我们将arxiv：1109.2920的分析扩展到磁场的情况，该分析发现了使Schwinger对产生势垒下降到零的临界电场。我们首先发现，与普通的弱耦合理论，磁场是不受任何微扰不稳定性的起源于一个快子基态的存在下，在W-玻色子光谱。这是因为t Hooft耦合λ值很大，这阻止了塞曼相互作用项在高B时克服粒子质量。因此，我们研究了下一个可能的B场不稳定性，即双对产生，这是Schwinger效应的S-对偶版本。同样在这种情况下，当隧穿势垒下降到零时，预期临界磁场。这些Schwinger型临界性是场E或B分别达到F1或D1弦的张力时的整体全息散射。然后，我们讨论了这种效果是如何修改时，电场和磁场同时存在，并在光谱中的双子态可以对产生的一个通用的E-B背景。最后，我们分析了有限温度对Schwinger临界性的影响，即在AdS-Schwarzshild黑洞背景下。
2013-01-29 hep-th
WKB approach to pair creation in spacetime-dependent fields
例如，除了在静态势场中的隧穿，WKB方法是一种强大的非微扰近似工具，用于研究由于时间依赖的背景场而产生的粒子，例如宇宙粒子产生或Sauter-Schwinger效应，即，强电场中电子-正电子对的产生。然而，我们对依赖于空间和时间的背景场中粒子产生过程的理解还相当不完整。为了探索这个方向，我们提出了一个推广的WKB方法，真正的时空相关的领域，并将其应用到时空相关的质量的情况下。
2019-06-28 hep-th
Finite-Temperature Instantons from First Principles
从第一性原理推导有限温度量子隧穿速率，证明瞬子需定义在Schwinger-Keldysh轮廓上，并推广至一般初始态，构建含大温度效应的微扰方案。
2025-04-22 hep-ph hep-th
How to deal with the arrow of time in quantum field theory
量子力学的形式主义是基于守恒概率的定义，因此在量子力学中没有描述耗散系统的空间。因此，量子力学的定义排除了对时间不可逆演化（时间之箭）的处理。然而，在量子场论中，可以借助于正则对易关系（ccr）的无穷多个酉不等价表示的存在来描述时间不可逆演化。在本文中，我通过讨论耗散系统的原型阻尼谐振子（dho）的正则量子化来回顾这个结果。时间演化的不可逆性被表示为酉不等价表示之间的隧穿。dho的精确作用量是由Schwinger和Feynman和Vernon在量子布朗运动的路径积分形式中推导出来的。耗散系统相空间自由度的加倍与量子噪声效应有关。最后，耗散在大脑量子模型中的作用，以及宇宙学的时间箭头、物理学的时间箭头和生物学的时间箭头指向同一个方向的情况也被简短地提到。
2001-10-19 hep-th
Dyadosphere formed in gravitational collapse
我们首先回顾一下Dyadosphere的概念（形成黑洞周围的电子-正电子-光子等离子体）及其动力学，并回顾了（i）Dirac过程：电子-正电子对湮灭为光子，（ii）Breit-Wheeler过程：能量大于电子-正电子质量阈值的光子产生电子-正电子对，（iii）电子-正电子相互作用过程。在恒定电场中电子-正电子产生过程的Sauter-Euler-Heisenberg有效拉格朗日量和速率。本文给出了量子力学隧穿半经典处理中电子对产生率的一般公式。在量子电动力学的框架下，我们还计算了恒定电磁场的施温格速率和有效拉格朗日量。本文综述了等离子体在恒定电场中的电子-正电子振荡及其与光子的相互作用导致的光子、电子和正电子的能量均分和数均分。指出了在天体物理条件下产生超临界场的可能性。本文讨论和计算了（i）引力坍缩的能量提取，（ii）引力坍缩过程中双星球的形成，（iii）双星球在Reissner Nordström几何中的流体动力学膨胀.计算了透明点处的光子辐射能谱和辐射通量，并对短伽马射线暴进行了预测。
2008-10-08 astro-ph gr-qc hep-th
