Electron-positron pair production in strong laser fields: quantum kinetic approach

Abstract

Настоящая работа посвящена такому фундаментальному явлению, как рождение электрон- позитронных пар в присутствии сильных внешних полей. Был разработан метод инстантонного базиса, позволяющий модифицировать квантовый кинетический подход на пространственно неоднородные внешние электромагнитные поля, а имеено получение замкнутых уравнений на плотность числа электронов. В качестве примера рассматривалось внешнее поле в виде ступеньки Клейна с временной зависимостью. Был подробно описан спектр гамильтониана Дирака, т. е. в явном виде предъявлены функции инстантонного базиса. С использованием этих функций и получен- ных ранее уравнений можно перейти к численному решению задачи, что позволит производить непертурбативные расчеты для широкого класса конфигураций внешних полей. Несмотря на то, что парадокс Клейна активно исследуется уже на протяжении многих десятилетий, описан- ный в данной работе метод может позволить провести более продвинутые расчеты и получить ряд новых результатов.

This work is for such fundamental effect as electron-positron pair production in strong external electric fields. We developed the method allows to generalize quantum kinetic approach to spatially heterogeneous external electromagnetic fields. In this framework we derivated system of equqtions for probability density function. In addition we in details described the spectrum of the Dirac's Hamiltonian for the Klein's step.