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含多个分量的含时电场半经典粒子对产生率:WKB 方法与世界线瞬子

高能物理 - 理论 2014-08-29 v2 数学物理 math.MP 量子物理

摘要

我们给出了含时电场下半经典电子-正电子对产生率的解析计算。我们使用了两种方法:首先是 WKB 近似下的虚时间方法,其次是世界线瞬子方法。两种方法的解析工具均被推广至具有多个分量的含时电场。对于 WKB 方法,我们给出了围绕正则动量 P=0\vec{P}=0 展开产生粒子对动量谱的方法,这简化了对产生率的计算。我们论证了 [Dunne et al., Phys. Rev. D73, 065028 (2006)] 中的世界线瞬子方法隐式地执行了这种围绕 P=0\vec{P}=0 的动量谱展开。相应地,推广至多个分量的方法被证明与通过此展开得到的 WKB 结果一致。然而,该展开仅在动量谱峰值位于 P=0\vec{P}=0 附近时是一个良好近似。因此,展开后的 WKB 结果以及 [Dunne et al., Phys. Rev. D73, 065028 (2006)] 中的世界线瞬子方法,连同本文提出的推广方法,仅适用于这些情形。我们研究了旋转电场的两分量情形,并利用推广的 WKB 方法找到了动量谱的一个新的解析闭合形式。该电场的动量谱峰值并不在 P=0\vec{P}=0 附近。

关键词

引用

@article{arxiv.1312.3261,
  title  = {Semiclassical pair production rate for time-dependent electrical fields with more than one component: -WKB-approach and world-line instantons},
  author = {Eckhard Strobel and She-Sheng Xue},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1312.3261},
  year   = {2014}
}

备注

19 pages, 2 figures, V2: some passages shortened, importance of the location of the peak of the momentum spectrum clarified, final version to appear in Nucl. Phys. B