Published March 2001 | Version v1
Journal article

Critical charge in quantum electrodynamics

Creators

  • 1. Gosudarstvennyj Nauchnyj Tsentr Inst. Teoreticheskoj i Ehksperimental'noj Fiziki, Moscow (Russian Federation)

Description

The essential parameters in quantum electrodynamics of strong Coulomb fields are critical charge of the nucleus Zcr and the critical distance Rcr between two colliding heavy nuclei. At Z = Zcr or at R = Rcr the electron ground state reaches the boundary of the lower continuum and the spontaneous production of positrons from vacuum becomes possible. Different methods for calculation of Zcr and Rcr, the dependence of these quantities on the screening of the nuclear charge Z by an atomic shell, on the external magnetic field, on the mass and spin of the particle, etc. are discussed. The effective potential method for the Dirac equation and application of the WKB method to the Coulomb field at Z > 137 and to the two-particle Salpeter equation for the quark-antiquark system are discussed. Some technical details of the calculation of the critical distance Rcr in the relativistic two-Coulomb-centre problem are described

Abstract (Russian)

В квантовой электродинамике сверхсильных кулоновских полей существенными параметрами являются критический заряд ядра Zcr и критическое расстояние Rcr в системе двух сталкивающихся тяжелых ядер, при достижении которых основной уровень электронного спектра опускается до границы ниже континуума, после чего (т.е. при Z > Zcr, или R < Rcr) становится возможным спонтанное рождение позитронов из вакуума. Рассмотрены различные методы расчета Zcr и Rcr, зависимость этих величин от экранировки поля ядра электронной оболочкой атома, от внешнего магнитного поля, от массы и спина частицы и т.д. Обсуждаются метод эффективного потенциала для уравнения Дирака, применение метода ВКБ к кулоновскому полю при Z > 137, а также к двухчастичному уравнению Солпитера для системы кварк-антикварк. Описаны некоторые технические детали вычислений критического расстояния Rcr в релятивистской задаче двух кулоновских центров

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Критический заряд в квантовой электродинамике

Publishing Information

Journal Title
Yadernaya Fizika
Journal Volume
64
Journal Issue
3
Journal Page Range
p. 421-446
ISSN
0044-0027
CODEN
IDFZA7

Optional Information

Notes
137 refs., 10 figs., 5 tabs.