Some problems of the kinetic description of vacuum particle creation in strong fields


Cite item

Full Text

Abstract

Some of the actual problems in the theory of vacuum particle creation in strong field are discussed.

About the authors

Stanislav A Smolyansky

N. G. Chernyshevsky Saratov State University (National Research University)

Email: smol@sgu.ru
(Dr. Sci (Phys. & Math.)), Professor, Dept. of Theoretical Physics 83, Astrakhanskaya st., Saratov, 410012, Russia

Alexander V Prozorkevich

N. G. Chernyshevsky Saratov State University (National Research University)

Email: avproz@yandex.ru
(Dr. Sci (Phys. & Math.)), Professor, Dept. of General Physics 83, Astrakhanskaya st., Saratov, 410012, Russia

Michael Bonitz

Institut für Theoretische Physik und Astrophysik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Email: bonitz@theo-physik.uni-kiel.de
Professor, Dept. of Statistical Physics Germany, 24098 Kiel, Leibnizstrasse, 15

References

  1. Klein O. Die Reflexion von Elektronen an einem Potentialsprung nach der relativistischen Dynamik von Dirac // Z. Phys., 1929. Vol. 53. Pp. 157–165.
  2. Никишов А. И. Образование пар постоянным внешним полем // ЖЭТФ, 1969. Т. 57, № 4. С. 1210–1216.
  3. Schwinger J. On Gauge Invariance and Vacuum Polarization // Phys. Rev., II. Ser., 1951. Vol. 82. Pp. 664–679.
  4. Borovski A. V., Galkin A. L., Shiryaev O. B., Auguste T. Laser physics at relativistic intensities. Berlin: Springer, 2003. 218 pp.
  5. Mourou G., Tajama T., Bulanov S. V. Optics in the relativistic regime // Rev. Mod. Phys., 2006. Vol. 78, no. 2. Pp. 309–371.
  6. Strickland D., Mourou G. Compression of amplified chirped optical pulses // Opt. Commun., 1985. Vol. 56, no. 3. Pp. 219–221.
  7. Gordienko S., Pukhov A., Shorokhov O., Baeva T. Coherent Focusing of High Harmonics: A New Way Towards the Extreme Intensities // Phys. Rev. Lett., 2005. Vol. 94, no. 10, 103903. 4 pp.
  8. Bohr N. Faraday lecture. Chemistry and the quantum theory of atomic constitution // J. Chem. Soc., 1932. Pp. 349–384.
  9. Бункин Ф. В., Тугов И. И. О возможности рождения электронно-позитронных пар в вакууме при фокусировке лазерного излучения // Докл. АН СССР, 1969. Т. 187, № 3. С. 541–544.
  10. Brezin E., Itzykson C. Pair production in vacuum by an alternating field // Phys. Rev. D, 1970. Vol. 2, no. 7. Pp. 1191–1199.
  11. Marinov M. S., Popov V. S. Electron-Positron Pair Creation from Vacuum Induced by Variable Electric Field // Fortsch. Phys., 1977. Vol. 25. Pp. 373–400.
  12. Попов В. С. О швингеровском механизме рождения электрон-позитронных пар из вакуума полем оптических и рентгеновских лазеров // Письма в ЖЭТФ, 2001. Т. 74, № 3. С. 151–156.
  13. Bialynicki-Birula I., Górnicki P., Rafelski J. Phase-space structure of the Dirac vacuum // Phys. Rev. D, 1991. Vol. 44, no. 6. Pp. 1825–1835.
  14. Wolkow D. M. Über eine Klasse von Lösungen der Diracschen Gleichung // Z. f. Physik, 1935. Vol. 94, no. 3–4. Pp. 250-260.
  15. Нарожный Н. Б., Никишов А. И. Простейшие процессы в электрическом поле, порождающем пары // Яд. физ., 1970. Т. 11, № 5. С. 1072–1077.
  16. Di Piazza A., Müller C., Hatsagortsyan K. Z., Keitel C. H. Extremely high-intensity laser interactions with fundamental quantum systems // Rev. Mod. Phys., 2012. Vol. 84, no. 3. Pp. 1177–1228, arXiv: 1111.3886 [hep-ph].
  17. Gregori G., Blaschke D. B., Rajeev P. P., Chen H., Clarke R. J., Huffman T., Murphy C. D., Prozorkevich A. V., Roberts C. D., Röpke G., Schmidt S. M., Smolyansky S. A., Wilks S., Bingham R. A proposal for testing subcritical vacuum pair production with high power lasers // High Energy Density Phys., 2010. Vol. 6, no. 2. Pp. 166–170, arXiv: 1005.3280 [hep-ph].
  18. Bell A. R., Kirk J. G. Possibility of Prolific Pair Production with High-Power Lasers // Phys. Rev. Lett., 2008. Vol. 101, no. 20, 200403. 4 pp., arXiv: 0808.2107 [hep-ph].
  19. Kirk J. G., Bell A. R., Arka I. Pair production in counter-propagating laser beams // Plasma Phys. Control. Fusion, 2009. Vol. 51, no. 8, 085008, arXiv: 0905.0987 [hep-ph].
  20. Fedotov A. M., Narozhny N. B., Mourou G., Korn G. Limitations on the Attainable Intensity of High Power Lasers // Phys. Rev. Lett., 2010. Vol. 105, no. 8, 080402. 4 pp., arXiv: 1004.5398 [hep-ph].
  21. Smolyansky S. A., Panferov A. D., Prozorkevich A. V., Bonitz M. Vacuum particle creation under action of a strong external field: an example of irreversible behavior of a system with time reversal symmetry // p-Adic Numbers Ultrametric Anal. Appl., 2012. Vol. 4, no. 4. Pp. 319–325.
  22. Dunne G. V. New strong-field QED effects at extreme light infrastructure // Eur. Phys. J. D, 2009. Vol. 55, no. 2. Pp. 327–340, arXiv: 0812.3163 [hep-th].
  23. Casher A., Neuberger H., Nussinov S. Chromoelectric Flux Tube Model Of Particle Production // Phys. Rev. D, 1979. Vol. 20, no. 1. Pp. 179–188.
  24. Schwinger J. Casimir light: a glimpse // Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A., 1993. Vol. 90, no. 3. Pp. 958–959.
  25. Гриб А. А., Мамаев С. Г., Мостепаненко В. М. Вакуумные квантовые эффекты в сильных полях. М.: Энергоатомиздат, 1988. 296 с.
  26. Попов В. С. Рождение пар в переменном внешнем поле (квазиклассическое приближение) // ЖЭТФ, 1971. Т. 61, № 4. С. 1334–1351.
  27. Troup G. J., Perlman H. S. Pair Production in a Vacuum by an Alternating Field // Phys. Rev. D, 1972. Vol. 6, no. 8. Pp. 2299–2299.
  28. Берестецкий В. Б., Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П. Теоретическая физика. Т. IV: Квантовая электродинамика. М.: Наука, 1980. 704 с.
  29. Ringwald A. Pair production from vacuum at the focus of an X-ray free electron laser // Phys. Lett. B, 2001. Vol. 510, no. 1–4. Pp. 107–116, arXiv: hep-ph/0103185.
  30. Мамаев С. Г., Трунов Н. Н. Поляризация вакуума и рождение частиц в нестационарном однородном электромагнитном поле // Яд. физ., 1979. Т. 30, № 5. С. 1301–1311.
  31. Schmidt S., Blaschke D., Röpke G., Smolyansky S. A., Prozorkevich A. V., Toneev V. D.,A Quantum Kinetic Equation for Particle Production in the Schwinger Mechanism // Int. J. Mod. Phys. E, 1998. Vol. 07, no. 06. Pp. 709–722, arXiv: hep-ph/9809227.
  32. Blaschke D. B., Prozorkevich A. V., Roberts C. D., Schmidt S. M., Smolyansky S. A. Pair Production and Optical Lasers // Phys. Rev. Lett., 2006. Vol. 96, no. 14, 140402. 4 pp., arXiv: nucl-th/0511085.
  33. Filatov A. V., Prozorkevich A. V., Smolyansky S. A. Pair creation by electromagnetic wave in a collisionless plasma // Proc. SPIE, 2006. Vol. 6165, 616509.
  34. Hebenstreit F., Alkofer R., Dunne G. V., Gies H. Momentum Signatures for Schwinger Pair Production in Short Laser Pulses with a Subcycle Structure // Phys. Rev. Lett., 2009. Vol. 102, no. 15, 150404. 4 pp., arXiv: 0901.2631 [hep-ph].
  35. Dumlu C. K., Dunne G. V. Stokes Phenomenon and Schwinger Vacuum Pair Production in Time-Dependent Laser Pulses // Phys. Rev. Lett., 2010. Vol. 104, no. 4, 250402, arXiv: 1004.2509 [hep-th].
  36. Hebenstreit F., Alkofer R., Gies H. Particle Self-Bunching in the Schwinger Effect in Spacetime-Dependent Electric Fields // Phys. Rev. Lett., 2011. Vol. 107, no. 18, 180403. 5 pp., arXiv: 1106.6175 [hep-ph].
  37. Hebenstreit F. Schwinger effect in inhomogeneous electric fields: PhD thesis, 2011. 121 pp., arXiv: 1106.5965 [hep-ph]
  38. Blaschke D. B., Dmitriev V. V., Röpke G., Smolyansky S. A. BBGKY kinetic approach for an e− e+ γ plasma created from the vacuum in a strong laser-generated electric field: The one-photon annihilation channel // Phys. Rev. D, 2011. Vol. 84, no. 8, 085028. 13 pp., arXiv: 1105.5397 [hep-ph].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».