Ziyosfera

Shvinger effekti

Кучли, доимий электр майдони мавжуд бо'лганда, электронлар, э - ва позитронлар, э +, о'з-о'зидан ҳосил бо'лади.

Швингер эффекти тахмин қилинган физик ҳодиса бо'либ, бунда модда кучли электр майдон томонидан яратилган. У, шунингдек, Саутер-Счwингер эффекти, Швингер механизми ёки Швингер жуфт ишлаб чиқариш деб аталади. Бу квант электродинамикасининг (КЕД) башорати бо'либ, унда электр майдонининг мавжудлигида электрон - позитрон жуфтлари о'з-о'зидан пайдо бо'лади ва шу билан электр майдонининг парчаланишига олиб келади. Эффект дастлаб 1931-йилда Фритз Саутер томонидан таклиф қилинган[1] ва кейинги муҳим ишни 1936-йилда Вернер Ҳеисенберг ва Ҳанс Гейнрих Эйлер амалга оширган[2], аммо 1951-йилгача Жулиан Швингер то'лиқ назарий тавсиф берган эди.[3]

Швингер эффектини электр майдон мавжудлигида вакуумли парчаланиш деб ҳисоблаш мумкин. Вакуумли парчаланиш тушунчаси бирор нарса ё'қдан яратилганлигини ко'рсаца ҳам, физик сақланиш қонунларига риоя қилинади. Буни тушуниш учун электронлар ва позитронлар бир-бирининг антизарралари бо'либ, қарама-қарши электр зарядидан ташқари бир хил хусусиятларга эга.

Энергияни тежаш учун электрон-позитрон жуфтлиги ҳосил бо'лганда электр майдони энергияни ё'қотади. Унга тенг миқдорда 2мэ{\дисплайстйле м_\техт{э}}c², бу ерда мэ{\дисплайстйле м_\техт{э}} электроннинг тинчликдаги массаси ва c{\дисплайстйле c} ёруг'лик тезлигидир. Электр заряди сақланиб қолади, чунки электрон-позитрон жуфтлиги заряд нейтралдир. Чизиқли ва бурчак импулслари сақланиб қолади, чунки ҳар бир жуфтликда электрон ва позитрон қарама-қарши тезлик ва спинлар билан яратилган. Дарҳақиқат, электрон ва позитрон тинч (яқин) ҳолатда яратилиши ва кейинчалик электр майдони томонидан бир-биридан тезлашиши кутилади.[4]

Математик тавсифи

Бу тавсиф биринчи бо'либ Швингер томонидан ҳисоблаб чиқилган ва етакчи (бир-лооп) тартибида тенг бо'либ, у қуйидагича ифодаланади:

Γ=(эЭ)24π3cℏ2∑н=1∞1н2э−πм2c3нэЭℏ{\дисплайстйле \Гамма = \фраc{ (э Э)^2 }{ 4 \пи^3 c \ҳбар^2} \сум_{н=1}^{\инфтй}\фраc{1}{н^2}\матҳрм{э}^{-\фраc{\пи м^2c^3н}{эЭ\ҳбар}}}

бу ерда м{\дисплайстйле м} электроннинг массаси, э{\дисплайстйле э} элементар заряд ҳисобланади ва Э{\дисплайстйле Э} электр майдон кучидир. Ушбу формулани Тейлор сериясида кенгайтириб бо'лмайди э2{\дисплайстйле э^2}, бу та'сирнинг нохуш хусусиятини ко'рсатади. Фейнман диаграммалари нуқтаи назаридан, Швингер жуфтлигини ишлаб чиқариш тезлигини қуйида ко'рсатилган чексиз диаграмма то'пламини йиг'иш орқали олиш мумкин, уларда битта электрон ҳалқа ва ҳар қандай миқдордаги ташқи фотон оёқлари мавжуд, уларнинг ҳар бири нол энергияга эга.

Тҳе Счwингер эффеcт ҳас невер беэн обсервед дуэ то тҳе эхтремелй стронг элеcтриc-фиэлд стренгтҳс реқуиред. Паир продуcтион такес плаcе эхпонентиаллй слоwлй wҳен тҳе элеcтриc фиэлд стренгтҳ ис муч белоw тҳе Счwингер лимит, cорреспондинг то аппрохимателй 1018 В/м. Wитҳ cуррент анд планнед ласер фаcилитиэс, тҳис ис ан унфеасиблй стронг элеcтриc-фиэлд стренгтҳ, со вариоус мечанисмс ҳаве беэн пропосед то спеэд уп тҳе проcесс анд тҳеребй редуcе тҳе элеcтриc-фиэлд стренгтҳ реқуиред фор иц обсерватион.

Жуфт ишлаб чиқариш тезлиги вақтга бог'лиқ бо'лган электр майдонларида сезиларли даражада ошиши мумкин[5][6][7] ва шунинг учун Экстремал ёруг'лик инфратузилмаси каби юқори интенсив лазер тажрибалари томонидан олиб борилмоқда.[8] Яна бир имконият - кучли электр майдонини ишлаб чиқарадиган юқори зарядланган ядрони киритиш.[9]

Электромагнит иккиликка ко'ра, магнит майдондаги худди шу механизм магнит монополларни ҳосил қилиши керак, агар улар мавжуд бо'лса. Катта адрон коллайдери ёрдамида олиб борилган қидирув монополларни аниқлай олмади ва таҳлил монопол массасининг пастки чегараси 75 ГеВ/c2 ни ташкил этди.75 ГеВ/c2 95% ишонч даражасида.[10]

Манбалар

  1. ↑ Саутер, Фритз (1931). „Üбер дас Верҳалтен эинес Электронс им ҳомогенен электрисчен Фелд нач дер релативистисчен Тҳеориэ Дираcс“. Зеицчрифт фüр Пҳйсик (немисча). 69-жилд, № 11–12. Спрингер Сcиэнcе анд Бусинесс Медиа ЛЛC. 742–764-бет. дои:10.1007/бф01339461. ИССН 1434-6001.
  2. ↑ Ҳеисенберг, W.; Эулер, Ҳ. (1936). „Фолгерунген аус дер Дираcсчен Тҳеориэ дес Поситронс“. Зеицчрифт фüр Пҳйсик (немисча). 98-жилд, № 11–12. Спрингер Сcиэнcе анд Бусинесс Медиа ЛЛC. 714–732-бет. арХив:пҳйсиcс/0605038. дои:10.1007/бф01343663. ИССН 1434-6001.
  3. ↑ Счwингер, Жулиан (1951-06-01). „Он Гауге Инварианcе анд Ваcуум Поларизатион“. Пҳйсиcал Ревиэw. 82-жилд, № 5. Америcан Пҳйсиcал Соcиэтй (АПС). 664–679-бет. дои:10.1103/пҳйсрев.82.664. ИССН 0031-899Х.
  4. ↑ А.И. Никишов (1970). „Паир Продуcтион бй а Cонстант Эхтернал Фиэлд“. Жоурнал оф Эхпериментал анд Тҳеоретиcал Пҳйсиcс. 30-жилд. 660-бет.
  5. ↑ Брезин, Э.; Итзйксон, C. (1970-10-01). „Паир Продуcтион ин Ваcуум бй ан Алтернатинг Фиэлд“. Пҳйсиcал Ревиэw Д. 2-жилд, № 7. Америcан Пҳйсиcал Соcиэтй (АПС). 1191–1199-бет. дои:10.1103/пҳйсревд.2.1191. ИССН 0556-2821.
  6. ↑ Рингwалд, А. (2001). „Паир продуcтион фром ваcуум ат тҳе фоcус оф ан Х-рай фреэ элеcтрон ласер“. Пҳйсиcс Леттерс Б. 510-жилд, № 1–4. Элсевиэр БВ. 107–116-бет. дои:10.1016/с0370-2693(01)00496-8. ИССН 0370-2693.
  7. ↑ Попов, В. С. (2001). „Счwингер мечанисм оф элеcтрон–поситрон паир продуcтион бй тҳе фиэлд оф оптиcал анд Х-рай ласерс ин ваcуум“. Жоурнал оф Эхпериментал анд Тҳеоретиcал Пҳйсиcс Леттерс. 74-жилд, № 3. Плеиадес Публишинг Лтд. 133–138-бет. дои:10.1134/1.1410216. ИССН 0021-3640.
  8. ↑ И. C. Э. Турcу; эт ал. (2016). „Ҳигҳ фиэлд пҳйсиcс анд ҚЕД эхперименц ат ЭЛИ-НП“ (ПДФ). Романиан Репорц ин Пҳйсиcс. 68-жилд. С145-С231-бет. 2022-07-07да асл нусхадан (ПДФ) архивланди. Қаралди: 2022-08-06.
  9. ↑ Мüллер, C.; Воиткив, А. Б.; Грüн, Н. (2003-06-24). „Дифферентиал ратес фор мултипҳотон паир продуcтион бй ан ултрарелативистиc нуcлеус cоллидинг wитҳ ан интенсе ласер беам“. Пҳйсиcал Ревиэw А. 67-жилд, № 6. Америcан Пҳйсиcал Соcиэтй (АПС). 063407-бет. Бибcоде:2003ПҳРвА..67ф3407М. дои:10.1103/пҳйсрева.67.063407. ИССН 1050-2947.
  10. ↑ Ачаря, Б.; Алехандре, Ж.; Бенес, П.; Бергманн, Б.; Бертолуccи, С.; эт ал. (2022-02-02). „Сеарч фор магнетиc монополес продуcед виа тҳе Счwингер мечанисм“. Натуре. 602-жилд, № 7895. Спрингер Сcиэнcе анд Бусинесс Медиа ЛЛC. 63–67-бет. дои:10.1038/с41586-021-04298-1. ИССН 0028-0836. 
"https://new.ziyosfera.uz/ziyo/19914441" dan olindi