QED 中具有非对称 x 步的真空不稳定性. 新的可完全求解的案例

我们提出了强场 QED 中一个新的可完全求解的案例，涉及一维阶梯势（x 步）。对应的 x 步由一个关于坐标 x 反射轴的解析非对称函数给出。该阶梯可视为对称 Sauter 场的某种解析“变形”，并且可被视为 Klein 阶梯场的新型正则化。在强场 QED 的非perturbation 方法框架下研究该 x 步引起的真空不稳定性。所用的数学方程组的精确解以具有特殊左右渐近形式的平稳平面波形式表示，并被识别为粒子初始波包和最终波包的组成部分。我们表明，尽管能级关于正负带的对称性被打破，但所创建对对的分布及其他物理量可以用初等函数表示。我们考虑了在稳定真空范围内的传输和反射过程，研究规定真空不稳定性的物理量。我们找到了从真空中创建电子-正电子对的微分平均数量，以及离开考虑范围内的电子和正电子的电流密度和能量-动量张量的分量。此外，我们研究了由于弱各向异性电场引起的粒子创建，明确给出了总数量、电流密度和能量-动量张量。与 Sauter 场的对称情况不同，本文中场的非对称形式导致所创建电子的能量密度和纵向压力不等于所创建正电子的能量密度和纵向压力。