Erhöhte Vakuumpaarproduktion durch Kombination von zwei räumlich getrennten elektrischen Feldern

Die effektive Steigerung der Paarproduktionsrate unter Verwendung eines subkritischen elektromagnetischen Feldes ist ein aktives Forschungsgebiet in der Quantenelektrodynamik. Die verbesserte Paarproduktion wurde unter Verwendung des Dirac-Heisenberg-Wigner (DHW) Formalismus mit räumlich getrennten elektrischen Feldern untersucht. Symmetrische und asymmetrische Kombinationen von zwei separaten elektrischen Feldern mit der gleichen zeitlichen Form wurden berücksichtigt. Das Zusammenspiel und die dynamische Unterstützung zwischen den Feldern wurden aus einer numerischen Perspektive untersucht, um die Auswirkungen der räumlichen Distanz und der Asymmetrie des Feldes auf die Effizienz der Paarproduktion aufzuzeigen. Bei der symmetrischen Kombination wurde die Gesamtanzahl der Partikel mit einer Zunahme der Distanz zwischen den beiden Feldern bis zu einer Compton-Länge verringert und blieb dann mit zunehmender Distanz konstant. Bei der asymmetrischen Kombination erhöhte sich die Gesamtzahl der erzeugten Paare signifikant bis zu einer Distanz von einer Compton-Länge. Es wurde auch festgestellt, dass nicht nur der Trennungsabstand entscheidend für die Verbesserung der Paarproduktion war, sondern auch die räumlichen Feldasymmetrien wichtig waren, die beide nicht triviale Auswirkungen auf die Partikelimpulsverteilung hatten. Schließlich haben wir die Gültigkeit des DHW und der analytischen Approximation in den räumlich getrennten zwei elektrischen Feldern untersucht. Wir fanden, dass die analytische Approximation die DHW-Ergebnisse nahezu abschätzen konnte.