Kwantumfluctuaties: deeltjes verschijnen razendsnel uit het niets

Er zijn echter sterke voorspellingen voor de toepassingen nodig, en met het Schwinger-effect is tot nu toe één detail open gebleven: hoe snel worden deeltjes gevormd? Deze fundamentele vraag, schrijven Diez, Alcover en Colvorst in hun publicatie, heeft aan de ene kant de vraag hoe we tijd op een kwantitatieve schaal interpreteren, en aan de andere kant kan het van invloed zijn op alle onderzoeksgebieden die met geboorte te maken hebben. van quasideeltjes.

Voor hun theoretische berekeningen ontwikkelden de drie natuurkundigen een vereenvoudigd model met kleinere afmetingen, waardoor ze gemakkelijker konden bepalen wanneer de twee ladingen uit elkaar gingen. Naast de virtuele en reële deeltjes in de gebruikelijke theoretische beschrijvingen, hebben ze een derde type deeltje geïntroduceerd: elementaire deeltjes, die in zekere zin voorbestemd zijn om echte deeltjes te worden. Dit hielp bij het sorteren van ongewenste signalen die voortkwamen uit andere kwantumfluctuaties of uit fluctuaties in het elektrische veld zelf. Elementaire deeltjes worden snel versneld in het sterke veld en weerkaatsen al snel als een duidelijk signaal – als een echt deeltje.

Zo berekenden Diez, Alcover en Colvorst een tijdschaal waarop het elektron en het positron materialiseren. Vanwege de extreem sterke elektrische velden is de tijd dienovereenkomstig zeer klein en ligt deze in het bereik van biljoensten van een miljardste van een seconde. Dit lijkt een heel minimale praktijk, maar het is vooral: een tastbare verwachting. Nu valt nog te bezien of het ooit in het laboratorium kan worden bevestigd in experimenten met hoogenergetische lasers.