Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)


Для цитирования:

Левченко Б. Б. Об учёте кулоновского взаимодействия при рождении пар в сильном электрическом поле // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Физика. 2010. Т. 10, вып. 2. С. 5-12. DOI: 10.18500/1817-3020-2010-10-2-5-12

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 65)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
УДК: 
530.145

Об учёте кулоновского взаимодействия при рождении пар в сильном электрическом поле

Авторы: 
Левченко Борис Борисович, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Аннотация: 

В рамках дираковской модели вакуума рассмотрено рождение е+е− пар в постоянном и однородном электрическом поле при учёте кулоновского взаимодействия между е+ и е−. В квазиклассическом приближении вычислен коэффициент прохождения энергетической щели, деформированной внешним полем и электрическими полями частиц. Показатель экспоненты Соутера модифицируется точно вычисленной функцией G(y), обусловленной кулоновским взаимодействием частиц и изменением формы потенциального барьера. При y < 1 значения G(y) превышают единицу, свидетельствуя о подавлении рождения пар в сравнении с предсказаниями Швингера [1] и Ритуса [2]. При дальнейшем росте напряженности поля, y < 1 < 2, G(y) стремится к нулю и вероятность рождения пар резко растет.

Список источников: 
  1. Schwinger J. On gauge invariance and vacuum polarization // Phys. Rev. 1951. Vol.82. P.664−679.
  2. Ритус В.И. Лагранжева функция интенсивного электромагнитного поля // Проблемы квантовой электродинамики интенсивного поля: Тр. ФИАН СССР. М., 1986. Т.168. С.5−51.
  3. Heisenberg W., Euler H. Folgerungen aus der Diracschen theorie des positrons // Zs. Phys. 1936. Vol.98. P.714−732.
  4. Ритус В.И. Лагранжева функция интенсивного электромагнитного поля и квантовая электродинамика на малых расстояниях // ЖЭТФ. 1975. Т.69. C.1517−1536.
  5. Sauter F. Über das verhalten eines elektrons im homogenen elektrischen feld nach der relativistischen theorie Diracs // Zs. Phys. 1931. Vol.69. P.742−764.
  6. Ритус В.И. Сдвиг массы электрона в интенсивном поле // Проблемы квантовой электродинамики интенсивного поля: Тр. ФИАН СССР. М., 1986. Т.168. С.52−119.
  7. Попов В.С. Метод мнимого времени в квантовой механике и теории поля // ЯФ. 2005. Т.68. С.717−738.
  8. Casher A., Neuberger H., Nussinov S. Chromoelectric-fluxtube model of particle production // Phys. Rev. D. 1979. Vol.20. P.179−188.
  9. Попов В.С. Рождение пар е+е− в переменном внешнем поле // ЖЭТФ. 1971. Т.61. C.1334−1342.
  10. Базь А.И., Зельдович Я.Б., Переломов А.М. Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике. М.: Наука, 1971. 544 c.
  11. Popov V.S. On Schwinger mechanism of е+е− pair production from vacuum by the field of optical and X-ray lasers // Phys. Lett. A. 2002. Vol.298. P.83−90.
  12. Буланов С.С., Нарожный Н.В., Мур В.Д., Попов В.С. О рождении электрон-позитронных пар электромагнитными импульсами // ЖЭТФ. 2006. Т.129. С.14−29.
  13. Фрёман Н., Фрёман П.У. ВКБ-приближение / Пер. с англ.; Под ред. А.А. Соколова. М.: Мир, 1967. 166 с.
  14. Fowler R.H., Nordheim L.W. Electron emission in intense electric field // Proc. Roy. Soc. (London). 1928. Vol.A119. P.173−181. 
  15. Nordheim L.W. The effect of the image force on the emission and reflection of electrons by metals // Proc. Roy. Soc. (London). 1928. Vol.A121. P.626−639.
  16. Good R.H., jr., Möller E.W. Field Emission // Handbuch der Physik / Ed. S. Flьgge. Berlin: Springer-Verlag, 1956. Vol.XXI. P.176−231.
  17. Елинсон М.И., Васильев Г.Ф. Автоэлектронная эмиссия. M.: Физматлит, 1958. 272 c.
  18. Modinos A. Field, thermionic and secondary electron emission spectroscopy. N.Y.: Plenum Press, 1983. 370 p.
  19. Levchenko B.B. On field emission in high energy colliders initiated by a relativistic positively charged bunch of particles // URL: arXiv:0608135[physics]. 2006. P.1−27.
  20. Тихомандрицкий М. Теория эллиптических интегралов и эллиптических функций. Харьков: Тип. Зильберберга, 1895. 449 с.
  21. Бейтмен Г., Эрдейи A. Высшие трансцендентные функции: В 3 т. / Пер. с англ. М.: Наука, 1967. Т.3. 300 с.
  22. Byrd P.F., Friedman M.D. Handbook of elliptic integrals for engineers and scientists: 2nd ed. N.Y.: Springer, 1971. 356 p.
  23. Ahlers M., Gies H., Jaeckel J., Redondo J., Ringwald A. Laser experiments explore the hidden sector // Phys. Rev. D. 2008. Vol.77. P.095001-095009.
  24. Parikh M.K., Wilczek F., Hawking radiation as tunneling // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol.85. P.5042−5045. 
  25. Hawking S.W. Particle creation by black holes // Commun. Math. Phys. 1975. Vol.43. P.199−220.
  26. Bloch J.S.R., Mizerny V.A., Prozorkevich A.V., Roberts C.D., Schmidt S.M., Smolyansky S.A., Vinnik D.V. Pair creation: Back reactions and damping // Phys. Rev. D. 1999. Vol.60. P.116011−116017.
  27. Pervushin V.N., Skokov V.V., Reichel A.V., Smolyansky S.A., Prozorkevich A.V. The kinetic description of vacuum particle creation in the oscillator representation // Intern. J. Mod. Phys. 2005. Vol.A20. P.5689−5704. 
  28. Hebenstreit F., Alkofer R., Gies H. Pair production beyond the Schwinger formula in time-dependent electric fields // Phys. Rev. D. 2008. Vol.78. P.061701−061705.