Residual currents generated from vacuum by an electric field pulse in 2+1 dimensional QED models

Smolyansky, S. A.; Churochkin, Dmitry; Dmitriev, V. V.; Panferov, A. D.; Kämpfer, B.

doi:10.1051/epjconf/201713806004

Cited by 11 publications

(16 citation statements)

References 4 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A key advantage of the new approach is the ability to investigate the response not only to a constant electric field, but also to an electric field with an arbitrary time dependence and polarization. Let us note that an essential problem would be direct a comparison of predictions of the nonperturbative kinetic theory in graphene [11,12] with experiments in the optical range of the external field.…”

Section: Verification Of Two Approachesmentioning

confidence: 99%

Comparing two different descriptions of the I-V characteristic of graphene: theory and experiment

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

The formalism of the nonperturbative description of transport phenomena in graphene on the framework of the quantum kinetic equation for the Schwinger-like process is compared with the description on the basis of Zener-Klein tunneling. The regime of ballistic conductivity in a constant electric field is considered. In the latter case the interaction of carriers with electric field is described in terms of the spatial dependence of their potential energy (x-representation). The presented kinetic formalism uses an alternative method of describing the interaction with a field through the introduction of a quasimomentum P = p − (e/c)A(t) where A(t) is the vector potential (t-representation). Both approaches should lead to the same physical characteristics of the described process. The measurement of the current in experiments is realized in static conditions determined by the potential difference between the electrodes and the distance between them. These parameters are native for the x-representation. On the contrary, in the approach based on the t-representation it is necessary to consider the situation in dynamics and introduce the effective lifetime of the generated carriers. In the ballistic regime this time depends on the distance between the electrodes. We give a detailed comparison of these two descriptions of the current and demonstrate good coincidence with the experimental data of the alternative approach based on the t-representation. It provides a reliable foundation for the application of nonperturbative methods adopted from strong field QED, that allows to include in the consideration more general models of the field (arbitrary polarization and time dependence) and to extend the scope of the theory. ⋆

show abstract

Section: Verification Of Two Approachesmentioning

confidence: 99%

Comparing two different descriptions of the I-V characteristic of graphene: theory and experiment

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Базовое кинетическое уравнение (КУ) для описания электрондырочных возбуждений в электрическом поле для D = 2 + 1 модели графена имеет вид [14]:…”

Section: физическая модельunclassified

“…Даже при простоте и прозрачности физических принципов модели, процедура предсказания на её основе наблюдаемых величин может быть вычислительно сложной ресурсоёмкой задачей. Такая проблема рассматривается в настоящей работе, посвященной демонстрации на конкретном примере возможностей разрабатываемого программного комплекса для моделирования поведения носителей заряда в графене в присутствии внешних электрических полей различной природы на основе нового кинетического квантово-полевого подхода [14]. Особенности подхода позволяют рассматривать электрические поля с произвольной зависимостью от времени, в том числе с переменным направлением действия.…”

unclassified

Simulation of the effect of short optical pulses on graphene

Panferov¹,

Makhankov²

2019

ПСТП

View full text Add to dashboard Cite

Особенности взаимодействия высокочастотных импульсных электрических полей с графеном в настоящее время являются предметом интенсивных исследований. В работе представлены результаты апробации программной системы моделирования таких процессов на примере ультракоротких лазерных импульсов оптического диапазона с различной поляризацией. Разрабатываемая авторами программная система построена на базе нового теоретического подхода с использованием квантового кинетического уравнения. Ключевым элементом модели является система обыкновенных дифференциальных уравнений с нелинейно зависящими от времени и параметров задачи коэффициентами. Необходимость анализировать поведение решений этой системы уравнений в области изменения нескольких параметров ведёт к полиномиальной сложности вычислений. Неизвестность характера параметрической зависимости решений требует нескольких итераций выбора покрывающих сеток. Система моделирования адаптирована для использования на массово параллельных вычислительных системах.

show abstract

“…Процесс заселения состояний имеет вероятностный характер и его удобно описывать функцией распределения [5][6][7]. Процедура реализует численное решение квантового кинетического уравнения, сформулированного в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений.…”

Section: Introductionunclassified

The use of an adaptive mesh based on a quad tree for modeling the final state of a quantum field system under pulsed external action

Panferov¹,

Makhankov²,

Трунов³

2020

ПСТП

View full text Add to dashboard Cite

Успешность использования математических моделей, определяющих поведение квантово-полевых систем в параметрических пространствах, критически зависит от уровня оптимизации процедуры получения решения. В работе рассматривается задача вычисления плотности носителей, возникающих в графене в результате действия импульсного электрического поля. Основой модели является система кинетических уравнений, обеспечивающих вычисление остаточной функции распределения. Её интегрирование по импульсному пространству даёт искомую плотность носителей. Проблема заключается в высокой вычислительной сложности покрытия импульсного пространства равномерной сеткой, обеспечивающей точное вычисление плотности для различных параметров импульса поля. При этом модель не содержит критериев определения удовлетворительных параметров сетки. В работе предложена и реализована процедура построения адаптивной сетки в форме квадродерева, имеющего переменный размер покрывающих квадратов. Построение реализовано в форме итерационной процедуры, совмещенной с процессом вычисления значений функции распределения.

show abstract

Residual currents generated from vacuum by an electric field pulse in 2+1 dimensional QED models

Cited by 11 publications

References 4 publications

Comparing two different descriptions of the I-V characteristic of graphene: theory and experiment

Comparing two different descriptions of the I-V characteristic of graphene: theory and experiment

Simulation of the effect of short optical pulses on graphene

The use of an adaptive mesh based on a quad tree for modeling the final state of a quantum field system under pulsed external action

Contact Info

Product

Resources

About