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作者：刘杨康华中师范大学

学位级别：硕士

Schwinger效应是指真空涨落中的虚粒子对在外界电场的作用下变成实粒子对的现象。对该现象的研究要追溯到上个世纪30年代海森堡以及索特等人所完成的开创性工作。而后施温格于1951年对该现象做了深入研究,并计算出了弱场弱耦合下的电子... 详细信息

Schwinger效应是指真空涨落中的虚粒子对在外界电场的作用下变成实粒子对的现象。对该现象的研究要追溯到上个世纪30年代海森堡以及索特等人所完成的开创性工作。而后施温格于1951年对该现象做了深入研究,并计算出了弱场弱耦合下的电子对产率（?）,其中E是外界电场,而（?）是临界电场。由于施温格系统性和开创性的理论工作,特别是该问题对于非微扰理论的涉及,因此人们把正负粒子对在超强场下因真空失稳而产生的现象统称为施温格效应。反德西特/共形场论（AdS/CFT）对偶和规范/引力对偶的发现为解决强耦合规范理论的困难提供了一种新的可能途径。由于Schwinger效应不单单是指QED中的现象,而是涉及量子场论中U（1）规范场的现象,因此AdS/CFT对偶自然就成为研究Schwinger效应的一个手段。本文利用AdS/CFT的方法,研究在有限电荷和运动背景下超标度破坏因子对Schwinger效应的影响。本文第一章介绍了与研究内容相关的背景知识,包括Schwin-ger效应、AdS/CFT以及超标度破坏因子。第二章中我们介绍了在有限温度下对全息Schwinger效应进行势分析的方法。第三章则详细研究了在有限电荷及运动背景下超标度破坏因子对施温格效应的影响,并得出空间维度d和动力学指数z会增强Schwinger效应,而超标度破坏因子θ抑制Schwinger效应的结论。此外,我们还发现电荷Q以及粒子对运动速度β同样会增强Schwinger效应。这些研究对促进人们对强场下真空的认识以及在将来新的实验手段下探测Schw-inger效应有重要的意义。

关键词：施温格效应 AdS/CFT 势分析正负电子对超标度破坏因子

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各向异性条件下全息施温格效应与电不稳定性

各向异性条件下全息施温格效应与电不稳定性

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作者：罗森楷大连海事大学

学位级别：硕士

施温格效应是指真空在强电磁场激发下产生正反粒子对儿的现象,其对于研究重离子碰撞实验中粒子产生具有显著意义。考虑到施温格效应的非微扰属性,本文采用规范引力及Ad S/CFT对偶(Anti-de Sitter space/conformal field theory)以对其... 详细信息

施温格效应是指真空在强电磁场激发下产生正反粒子对儿的现象,其对于研究重离子碰撞实验中粒子产生具有显著意义。考虑到施温格效应的非微扰属性,本文采用规范引力及Ad S/CFT对偶(Anti-de Sitter space/conformal field theory)以对其进行定量分析,即利用=4超杨-米尔斯理论与Ad S×S时空的IIB型超引力的对应关系。另一方面,由于真实重离子碰撞实验环境是各向异性的,因此本文采用了非各向同性的IIB型超引力解及D3/D7模型。本文首先研究了各向异性D3/D7模型的性质并构建了其与三维量子色动力学的全息对偶。在此基础上本文进一步分析了电势、夸克对儿产生率以及味膜衰变率以评估施温格效应及真空不稳定性。在电势分析中,本文通过求解临界电场与基本弦的嵌入函数,得到弦与电场的能量并以此计算全息势。之后,本文计算了基本弦的在壳作用量得到了全息意义下夸克对儿的产生率。此外,本文在味膜上引入了电场、电荷及电流密度,通过求解它们之间的关系得到了该系统的伏安特性曲线及真空衰变率。上述结果均表明,各向异性条件下垂直方向的电导率随各向异性的增加而减小,平行方向的电导率随各向异性的增加而增加。该结论与对各向异性带电流体的唯象研究定性一致。因此本文验证了以全息方法计算各向异性条件下施温格效应的可行性,为非微扰条件下的各向异性系统研究提供了一种思路。

关键词：规范引力对偶 Ad S/CFT对偶 D3/D7模型施温格效应

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非均匀强激光场下正负电子对的产生

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 117-123页

作者：落彩青任云亮吾拉依木江·司提瓦力地新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046

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... 详细信息

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.

关键词：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

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人们能够建成最强的激光吗?

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科学通报 2017年第19期62卷 2050-2054页

作者：蒋红兵北京大学物理学院介观物理国家重点实验室北京100871

"理论预言激光足够强时可以从真空中产生正负电子对,但没有人知道是否可以实现".本文回顾了从真空中产生正负电子对相关的理论发展,以及理论上要求的激光条件,和目前激光达到的条件:施温格推导出当准静电场达到量子电动力学关键场E_s=me... 详细信息

"理论预言激光足够强时可以从真空中产生正负电子对,但没有人知道是否可以实现".本文回顾了从真空中产生正负电子对相关的理论发展,以及理论上要求的激光条件,和目前激光达到的条件:施温格推导出当准静电场达到量子电动力学关键场E_s=me^2c^3/e?=1.32×10^(16) V/cm(对应场强I_s=4.65×10^(29) W/cm^2)时,正负电子对可以从真空中产生;单束聚焦激光产生正负电子对阈值光强约为5×10^(27) W/cm^2;两束相向传输的激光同时聚焦到同一点,对应的单束光强阈值约为10^(26) W/cm^2.考虑到只要有一对正负电子产生,其在激光场作用下的级联过程将耗尽激光场能,使最高的激光场强不能高于约3×10^(26) W/cm^2.目前国际上最高激光功率是由钛蓝宝石激光经过多级啁啾脉冲放大获得,为5.13 PW,对应光强在10^(24) W/cm^2.国际上有几个大的激光项目,近几年目标是10~15 PW,远期目标百拍瓦到艾瓦.远期目标获得的光强可以产生正负电子对,但是能否实现仍然未知.

关键词：正负电子对最强激光施温格效应

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超强场下的正负电子对产生

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物理 2017年第11期46卷 713-720页

作者：谢柏松李子良唐琐刘杰北京师范大学核科学与技术学院北京100875 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

随着现代强激光技术的迅速发展,激光场强已经进入到了强相对论区域,并正在向产生正负电子对的施温格临界场强逼近。文章着重介绍了超强场下真空失稳产生正负电子对的问题,从历史及其发展的脉络中梳理出有重要价值的研究方法和有趣的研... 详细信息

随着现代强激光技术的迅速发展,激光场强已经进入到了强相对论区域,并正在向产生正负电子对的施温格临界场强逼近。文章着重介绍了超强场下真空失稳产生正负电子对的问题,从历史及其发展的脉络中梳理出有重要价值的研究方法和有趣的研究成果,对目前的研究现状做了综述,并对未来的研究进行展望。

关键词：超强场不稳定的真空正负电子对施温格效应

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