强外场中 QED 的光晶格量子模拟器：自发粒子对产生与 Sauter-Schwinger 效应
量子物理
2012-03-05 v1 量子气体
摘要
强电场导致真空中电子-正电子对的自发产生是 Dirac 费米子相对论性能量-动量关系的一个显著表现。量子电动力学（QED）的这一基本预言尚未得到实验验证，因为产生一个足够强且在足够大时空范围内延伸的电场仍然是一个挑战。令人惊讶的是，物理学的遥远领域可能帮助我们规避这一困难。在凝聚态和固体物理（通常被视为低能物理的领域）中，通常处理的是准粒子而非真实的电子和正电子。由于它们的能隙通常可以自由调节，利用 Sauter-Schwinger 效应的类比来产生这些轻准粒子要容易得多。这促使我们提出了一种量子模拟器，其中在双色光晶格中运动的超冷原子的激发代表满足 Dirac 方程的离散化版本以及费米子反对易关系的粒子和反粒子（空穴）。利用二次量子化的语言，我们能够构建一个可在（几乎）桌面实验中实现的自发粒子对产生类比。
引用
@article{arxiv.1109.2426,
title = {Optical lattice quantum simulator for QED in strong external fields: spontaneous pair creation and the Sauter-Schwinger effect},
author = {Nikodem Szpak and Ralf Schützhold},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.2426},
year = {2012}
}
备注
21 pages, 10 figures