論文の概要: Electric Field Decay Without Pair Production: Lattice, Bosonization and Novel Worldline Instantons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.04561v3
• Date: Wed, 30 Mar 2022 18:59:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-03-22 23:53:05.431669
• Title: Electric Field Decay Without Pair Production: Lattice, Bosonization and Novel Worldline Instantons
• Title（参考訳）: ペア生産のない電界崩壊:格子, ボゾン化, および新しい世界ライン・スタントン
• Authors: Xu-Yao Hu, Matthew Kleban and Cedric Yu
• Abstract要約: 我々は、大質量シュウィンガーモデルを用いて、電場が円周$Ld$のコンパクトな方向に向けられるときの電場の量子進化について研究する。 我々は、以前の全ての推定に反する新しい物理結果をもたらす新しい、以前は未知のインスタント粒子の集合を発見した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Electric fields can spontaneously decay via the Schwinger effect, the nucleation of a charged particle-anti particle pair separated by a critical distance $d$. What happens if the available distance is smaller than $d$? Previous work on this question has produced contradictory results. Here, we study the quantum evolution of electric fields when the field points in a compact direction with circumference $L < d$ using the massive Schwinger model, quantum electrodynamics in one space dimension with massive charged fermions. We uncover a new and previously unknown set of instantons that result in novel physics that disagrees with all previous estimates. In parameter regimes where the field value can be well-defined in the quantum theory, generic initial fields $E$ are in fact stable and do not decay, while initial values that are quantized in half-integer units of the charge $E = (k/2) g$ with $k\in \mathbb Z$ oscillate in time from $+(k/2) g$ to $-(k/2) g$, with exponentially small probability of ever taking any other value. We verify our results with four distinct techniques: numerically by measuring the decay directly in Lorentzian time on the lattice, numerically using the spectrum of the Hamiltonian, numerically and semi-analytically using the bosonized description of the Schwinger model, and analytically via our instanton estimate.
• Abstract（参考訳）: 電場はシュウィンガー効果、荷電粒子-反粒子対の核化によって自然に崩壊し、臨界距離$d$で分離される。 利用可能な距離が$d$より小さい場合はどうなりますか? この問題に関する以前の研究は矛盾する結果をもたらした。 ここで、電場の量子進化を、大質量シュウィンガーモデルを用いて、大電荷フェルミオンを持つ1つの空間次元における量子電磁力学を用いて、l < d$の円周でコンパクトな方向を向いたときに研究する。 我々は、以前の全ての推定に反する新しい物理結果をもたらす新しい、以前は未知の瞬間群を発見した。 場の値が量子論でよく定義できるパラメータ・レジームでは、ジェネリック初期場 $e$ は実際に安定であり、崩壊しないが、電荷 $e = (k/2) g$ と $k\in \mathbb z$ oscillate の半整数単位で量子化される初期値は $+(k/2) g$ から $-(k/2) g$ となり、指数関数的に他の値を取る確率は小さい。 格子上のローレンツ時間の崩壊を直接測定し,ハミルトニアンスペクトルを用いて数値的に測定し,シュウィンガーモデルのボーソライズド記述を用いて数値的,半解析的に測定し,instanton推定により解析的に検証した。

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