論文の概要: Study of spin states in vacuum pair production via the Dirac-Heisenberg-Wigner formalism

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.00455v1
• Date: Wed, 01 Oct 2025 03:08:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-03 14:32:17.18898
• Title: Study of spin states in vacuum pair production via the Dirac-Heisenberg-Wigner formalism
• Title（参考訳）: Dirac-Heisenberg-Wigner形式による真空対生成におけるスピン状態の研究
• Authors: R. Z. Jiang, Z. L. Li, Y. J. Li,
• Abstract要約: 強磁場中で生成する電子-陽電子対の一般的なスピン分解運動量分布を導出した。 その結果、以前の文献で与えられるスピン解とヘリシティ解の運動量分布は、実際にはその2つの特別な場合であることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A general spin-resolved momentum distribution of electron-positron pairs produced in strong external fields is derived by combining the covariant spin projection operator and the Dirac-Heisenberg-Wigner (DHW) formalism. The result shows that the spin-resolved and helicity-resolved momentum distributions given in previous literature are actually two special cases of it. For any spin-direction unit vector, numerical investigations demonstrate that when the $z$-component of the unit vector vanishes, the number density of produced spin-up and spin-down particles is equal, while their momentum distributions have some asymmetry. For a nonzero $z$-component of the unit vector, there is a difference of $1-3$ orders of magnitude in the number density of spin-up and spin-down particles induced by angular momentum transfer in multiphoton absorption. Moreover, as the electric field strength increases and/or the field frequency decreases, the asymmetry between the spin-up and spin-down particle number density decreases rapidly. These results offer an approach to study general spin states in vacuum pair production, and enhance our understanding of angular momentum transfer from fields to matter in extreme environments.
• Abstract（参考訳）: 強い外部磁場で生成する電子-陽電子対の一般的なスピン-解運動量分布は、共変スピン射影作用素とディラック-ハイゼンベルク-ウィグナー形式(DHW)を組み合わせることによって導かれる。 その結果、以前の文献で与えられるスピン解とヘリシティ解の運動量分布は、実際にはその2つの特別な場合であることが示された。 任意のスピン方向単位ベクトルに対して、数値的な研究は、単位ベクトルの$z$成分が消えると、生成したスピンアップ粒子とスピンダウン粒子の数密度は等しく、運動量分布はいくつかの非対称性を持つことを示した。 単位ベクトルの非ゼロ$z$成分に対して、多光子吸収における角運動量移動によって引き起こされるスピンアップ粒子とスピンダウン粒子の数密度の1-3$の差がある。 さらに、電界強度の増大および/または電界周波数の減少に伴い、スピンアップとスピンダウン粒子数密度の非対称性は急速に低下する。 これらの結果は真空対生成における一般的なスピン状態の研究のアプローチを提供し、極端環境下での場から物質への角運動量移動の理解を深める。

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