ВАКУУМНОЕ РОЖДЕНИЕ ЧАСТИЦ В СИЛЬНЫХ ПОЛЯХ: СТАТИСТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

В настоящем обзоре собраны известные сведения об эволюции сильно неравновесной квазичастичной электрон-позитронной плазмы, генерируемой из вакуума под воздействием сильных нестационарных электромагнитных полей. Методической основой служат квантовые кинетические уравнения немарковского типа, которые являются непертурбативным следствием основных уравнений квантовой электродинамики в бесстолкновительном приближении.

 
Литература

1. Sauter F. Uber das verhalten eines electrons im homogenen elektrischen field nach  der relativistische theory Dirac // Z. Phys. 1931. Vol. 69. P. 742.

2. Heisenberg W., Euler H. Consequences of Dirac’s theory of positrons // Z. Phys. 1936. Vol. 98. P. 714.

3. Schwinger J. On gauge invariance and vacuum polarization // Phys. Rev. 1951. Vol. 82. P. 664.

4. Бункин Ф.В., Тугов И.И. О возможности рождения электронно-позитронных пар в вакууме при фокусировке лазерного излучения // ДАН СССР. 1969. Т. 187. С. 541.

5. Brezin E., Itzykson C. Pair production in vacuum by an alternating field // Phys. Rev. 1970. Vol. D2. P. 1191.

6. Попов В.С. Рождение пар в переменном и однородном электрическом поле как задача об осцилляторе // ЖЭТФ. 1972. Т. 62. С. 1248.

7. Blaschke D.B., Prozorkevich A.V., Smolyansky S.A., Roberts C.D., Schmidt S.M. Pair production and optical laser // Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 96. P. 140402.

8. Bulanov S.S., Narozhny N.B., Mur V.D., Popov V.S. On e focused laser pulse in vacuum // arXiv: hep-ph/0403163 (2004).

9. Bulanov S.S., Fedotov A.M., Pegoraro F. Damping of electromagnetic waves due to electpon-positron pair production // arXiv: hep-ph/0409301 (2004).

10. Bulanov S.S. Pair production by a circular polarized electromagnetic wave in plasma // arXiv: hep-ph/0307296 (2003).

11. Avetissian H.K., Avetissian A.K., Bagdasarian A.Kh., Sedrakian Kh.V. Nonlinear e+e- − pair production in a plasma by a strong electromagnetic wave // Phys. Rev. 1996. Vol. D54. P. 5509.

12. Avetissian H.K., Avetissian A.K., Mkrtchian G.F., Sedrakian Kh.V. Electron-positron pair production in the field of superstrong oppositely directed laser beams // Phys. Rev. 2002. Vol. E66. P. 016502.

13. Ringwald A. Pair production from vacuum at the focus of an X-ray free electron laser // Phys. Lett. 2001. Vol. B510. P. 107.

14. Alkofer R., Hecht M.B., Roberts C.D., Schmidt S.M., Vinnik D.V. Pair creation and X-ray free electron laser // Phys. Rev. D. 2001. Vol. 87. P. 193902.

15. Roberts C.D., Schmidt S.M., Vinnik D.V. Quantum effects with an X-ray free electron laser // Phys. Rev. 2002. Vol. D89. P. 153901.

16. Kuznetsova I., Habs D. and Rafelsky J. Pion and muon production in e-, e+, y plasma // arXiv: hep-ph/0803.1588 (2008).

17. Schmidt S.M., Blaschke D.B. Ropke G., Smolyansky S.A., Prozorkevich A.V.  ̈ A quan-tum kinetic equation for particle production in the Schwinger mechanism // Int. J. Mod. Phys. 1998. Vol. 7. P. 709.

18. Kluger Y., Mottola E., Eisenberg J.M. The quantum Vlasov equation and its Markov limit // Phys. Rev. 1998. Vol. D58. P. 125015.

19. Schmidt S.M., Blaschke D.B., Ropke G., Prozorkevich A.V., Smolyansky S.A., Toneev  ̈ V.D. Non-Markovian effects in strong field pair creation // Phys. Rev. 1999. Vol. D59. P. 094005.

20. Винник Д.В., Мизерный В.А., Прозоркевич А.В., Смолянский С.А., Тонеев В.Д. Кинетическое описание вакуумного рождения частиц при столкновениях релятивистских ядер. Препринт ОИЯИ: Р2-2000-85.

21. Смолянский С.А., Прозоркевич А.В., Тараканов А.В. Исследование кинетических уравнений в теории вакуумного рождения частиц в сильных полях // Прикладная Физика. 2004. Вып. 11. С. 124.

22. Скоков В.В., Винник Д.В., Смолянский С.А., Тонеев В.Д. Релаксационные процессы в релятивистской плазме, рожденной из вакуума сильным полем. Препринт ОИЯИ: Р2-2002-215.

23. Smolyansky S.A., Reichel A.V., Vinnik D.V., Schmidt S.M. Collision integrals in the kinetics of vacuum creation in strong fields // In: Progress in nonequilibrium Green’s function II. / Editors Bonitz M. and Semkat D. Dresden, Germany. World Sc., N.-Jersey–London–Singapour–Hong Kong, 2003. P. 384.

24. Tarakanov A.V., Reichel A.V., Smolyansky S.A., Vinnik D.V., Schmidt S.M. Kinetics of vacuum pair creation in strong electromagnetic fields // Ibid. P. 393.

25. Bialynicki-Birula I., Gornicki P., Rafelsky J. Phase spase structure of the Dirac vacuum // Phys. Rev. 1991. Vol. 44, P. 1825.

26. Гриб А.А., Мамаев С.Г., Мостепаненко В.М. Вакуумные квантовые эффекты в сильных полях. М.: Энергоиздат. 1988.

27. Pervushin V.N., Skokov V.V., Reichel A.V., Smolyansky S.A., Prozorkevich A.V. The kinetic description of vacuum particle creation in the oscillator representation // Int. J. Mod. Phys. A. 2005. Vol. 20. P. 5689.

28. Filatov A.V., Prozorkevich A.V., Smolyansky S.A. Pair creation by electromagnetic wave in a self-created plasma // Proc. of SPIE. 2006. Vol. 6165. P.616509.

29. Filatov A.V., Smolyansky S.A., Tarakanov A.V. Kinetics of parton–antiparton plasma vacuum creation in the time-dependent cromo-electric fields of arbitrary polarization. 2008. Report on the XIX Int. Baldin Sem. on High Energy Phys. Problems «Relati-
vistic Nuc. Phys. and Quantum Cromodynamics». Dubna, Sept. 29 Oct. 4; arXiv:0901.0522.

30. Блашке Д.В., Дмитриев В.В., Смолянский С.А., Тараканов А.В. Кинетика вакуумного рождения электрон-позитронных пар в сильных электромагнитных полях произвольной поляризации // Доклад на школе-семинаре «Волны–2009», 25–29 мая 2009. M: МГУ.

31. Pervushin V.N., Skokov V.V. Kinetic description of fermion production in the oscillator representation // Acta. Phys. Polonica. 2006. Vol. B37. P. 2587.

32. Bulanov S.S., Fedotov A.M., Pegoraro F. Nonlinear evolution of a relativistic strong electromagnetic wave in the self-created electron-positron plasma//Письма в ЖЭТФ. 2004. Т. 80. С. 865.

33. Bulanov S.S. Pair production by a circulary polarized electromagnetic wave in plasma // arXiv: hep-ph/0307296.

34. Filatov A.V., Lavkin A.G., Smolyansky S.A., Bravina L.V., Zabrodin E.E. Vacuum particle creation in plasma // Теоретическая физика. 2007. Т. 8. С. 101.

35. Baier V.N., Katkov V.M. Influence of a medium on pair photoproduction and brem-strahlung // Phys. Rev. 2003. Vol. D62. P. 036008.

36. Vinnik D.V., Mizerny V.A., Prozorkevich A.V., Smolyansky S.A., Toneev V.D. Kinetic description of vacuum particle production in collision of ultrarelativistic nuclei // Phys. of Atomic Nuclei. 2001. Vol. 64. P. 836.

37. Bloch J.C., Mizerny V.A., Prozorkevich A.V., Roberts C.D., Schmidt S.M., Smolyansky S.A., Vinnik D.V. Pair creation: back reactions and damping // Phys. Rev. 1999. Vol. D60. P. 116011.

38. Smolyansky S.A., Mizerny V.A., Vinnik D.V., Prozorkevich A.V., Toneev V.D. The non-equilibrium distribution function of particles and anti-particles created in strong fields // In «Progress in nonequilibrium Green’s function» / Editor Bonitz M. World Scientific Publ., Singapour. 2000. P. 375; arXiv: hep - ph /9911303.

39. Biro T.S., Matinyan S.G., Muller B.  ̈ Chaos and gauge field theory. World Scientific, Singapour. 1994.

40. Пустовалов В.В., Силин В.П. Нелинейная теория взаимодействия плазменных волн в плазме // Труды ФИАН. 1972. Т. 61. С. 42.

41. Holl A., Morozov V.G., R  ̈ opke G.  ̈ Kinetic theory of QED plasma in strong electro-magnetic field // Theor. Math. Phys. 2002. Vol. 131. P. 812; Vol. 132. P. 1026.

42. Prozorkevich A.V., Smolyansky S.A., Ilyine S.V. Kinetic equation for the quark Wigner function in strong gluon fields // Теоретическая физика. 2002. Т. 3. С. 108.

43. Chott N.I., Su Q., Grobe R. Classical-quantum correspondence in electron-positron pair creation // Phys. Rev. 2007. Vol. A76. P. 010101.

44. Амиров Р.Х., Смолянский С.А., Шехтер Л.Ш. К теории квантовых кинетических процессов в сильных переменных полях // ТМФ. 1974. Т. 21. С. 247.

45. Зубарев В.Н., Морозов В.Г., Репке Г.  ̈ Статистическая механика неравновестных процессов. Т. 1. М.: Физматлит. 2002.

46. Blaschke D.B., Ilyine S.V., Panferov A.D., Ropke G., Smolyansky S.A.  ̈ Optical properties of the e Plasma Phys. 2009. In press.

47. Haug H., Koch S.W. Quantum theory of the optical and electronic properties of semiconductors. Fourth Ed. World Scientific, 2004.

48. Popov V.S. Schwinger mechanism of electron-positron paip production by the field of optical and X-ray lasers in vacuum // JETP Lett. 2001. Vol. 74. P. 133.

49. Кузовлев Ю.Е., Медведев Ю.В., Гришин А.М. Быстро флуктуирующие поля как источник низкочастотных флуктуаций проводимости и размерные эффекты в квантовой кинетике // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т. 72. С. 832.

50. Цитович В.Н. О пространственной дисперсии в релятивистской плазме // ЖЭТФ. 1961. Т. 40. С. 1775.

51. Blaschke D.B., D ̧abrowski M.P., Dmitriev V.V., and Smolyansky S.A. Massive vector boson production in an instantaneous electroweak phase transition in the early Universe // Доклад на «Черниковском гравитационном семинаре». ЛТФ. Дубна. 2008. +e − plasma generated in the focal spot of a high-intensity laser //

52. Smolyansky S.A., Tarakanov A.V., Bonitz M. Vacuum particle creation: Analogy with the bloch theory in solid state physics // Plasma Phys. 2009. In press.

53. Filatov A.V., Prozorkevich A.V., Smolyansky S.A., Toneev V.D. Inertial mechanism: dynamical mass as a source of partial creation // ЭЧАЯ. 2008. Т. 39. C. 886.

54. Smolyansky S.A., Skokov V.V., Prozorkevich A.V. Kinetic theory of the quantum systems with unstable vacuum //Письма в ЭЧАЯ. 2005. Т. 2. C. 50.

55. Smolyansky S.A., Prozorkevich A.V., Bravina L.V., and Zabrodin E.E. Dynamical Casimir effect in an expanding flux tube // Proc. of the XVIII Baldin International Seminar on High Energy Physics Problems «Relativistic Nuclear Physics and Quantum Chromodynamics» / Eds. Sisakian A.N., Burov V.V., and Malakhov A.I., Dubna. 2008. Vol. 2. P. 75.

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF): 
Текст в формате PDF: