ИСТИНА

В настоящее время большой интерес представляют непертурбативные квантовоэлектродинамические (КЭД) эффекты, вызванные опусканием дискретных уровней в нижний континуум в сверхкритических статических или адиабатически медленно меняющихся кулоновских полях, которые создаются локализованными протяженными источниками с зарядом Z>Z_{cr,1} (Z_{cr,1} – значение первого критического заряда). Такие эффекты являются предметом непрерывно растущего теоретического и экспериментального интереса ввиду того, что в 3+1 КЭД для Z>Z_{cr,1}≈170 предсказывается непертурбативная перестройка вакуума, сопровождающаяся целым рядом нетривиальных эффектов, в том числе рождением электрон-позитронных пар. Похожие по существу эффекты должны наблюдаться также в 2+1 (двумерные графеновые гетероструктуры) и 1+1 (одномерный «атом водорода») измерениях. Настоящий доклад посвящен исследованию таких существенно непертурбативных вакуумных эффектов в сверхкритических системах Дирака-Кулона в 1+1 и 2+1 измерениях. При этом главное внимание уделяется энергетической характеристике поляризации вакуума (вакуумной энергии). В докладе сперва исследуется перенормированная вакуумная плотность заряда в сверхкритической области методом Вихманна-Кролла. Далее, основываясь на этих результатах, формулируется процедура перенормировки для вакуумной энергии. В результате показывается, что для широкого диапазона параметров внешнего источника (c зарядом Z и радиусом R), нелинейные эффекты в закритической области могут приводить к существенно отличному от пертурбативного квадратичного роста поведению вакуумной энергии вплоть до чётко выраженного убывания в отрицательную область со скачками, вызванными погружением дискретных уровней в нижний континуум. В рассматриваемом диапазоне изменения параметров Z и R, вакуумная энергия ведет себя ~ – Z^2/R в 1+1 измерениях и ~ – Z^3/R в 2+1 измерениях, достигая больших отрицательных значений. В заключение подчеркивается, что методы, примененные для расчета вакуумной энергии в 2+1 измерениях, с минимальным числом изменений могут быть перенесены на трёхмерный случай, где поведение вакуумной энергии, как ожидается, должно быть ~ – Z^4/R, и, следовательно, вакуумная энергия будет конкурировать с классической электростатической энергией кулоновского источника.