非均匀强激光场下正负电子对的产生

作     者：落彩青 任云亮 吾拉依木江·司提瓦力地 LUO Cai-Qing;REN Yun-Liang;IBRAHIM Sitiwaldi

作者机构：新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046 

出 版 物：《原子与分子物理学报》 (Journal of Atomic and Molecular Physics)

年 卷 期：2025年第42卷第2期

页      面：117-123页

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(11847160) 

主　　题：强激光 施温格效应 量子场论模拟方法 非均匀电场 空间分布 

摘      要：随着强激光技术领域的不断突破,使得能量转化成物质的施温格过程的实验指日可待.在这样的背景下,在接近实际强激光的模型中理论研究施温格效应至关重要.本文采用量子场论模拟方法在非均匀电场中研究施温格效应的空间特性.首先,发现在能量保持不变的情况下电场的空间尺度显著影响正负电子对的产生率、动量和空间分布.正负电子对的动量和空间分布显示,当电场的空间尺度增大时,因为电场强度变小,所以产生的正负电子对无法及时被分开,抑制正负电子对的产生.最后,用连续性方程研究正负电子对的产生位置分布,发现正负电子对的产生位置分布与电场强度分布是对应的,电子和正电子的产生位置分离一个康普顿波长.此研究结果展示了施温格效应的空间特性,同时解释了弱电场下施温格效应的抑制机制.这些结论在人们常采用的均匀电场近似研究中无法得到.我们的研究对检测施温格实验中的正负电子对具有重要的指导意义.