effetto Schwinger

L'effetto Schwinger (anche chiamato effetto Sauter-Schwinger, meccanismo di Schwinger o produzione di coppie di Schwinger) è un fenomeno fisico previsto dall'elettrodinamica quantistica (QED) secondo cui in presenza di un campo elettrico vengono create spontaneamente coppie elettrone-positrone, provocando così il decadimento del campo elettrico. L'effetto è stato originariamente proposto da Fritz Sauter nel 1931 e un ulteriore lavoro importante è stato svolto da Werner Heisenberg e Hans Heinrich Euler nel 1936, anche se solo nel 1951 Julian Schwinger fornì una descrizione teorica completa. L'effetto Schwinger può essere pensato come un decadimento di un falso vuoto in presenza di un campo elettrico. Sebbene la nozione di decadimento del vuoto suggerisca che qualcosa viene creato dal nulla, le leggi fisiche di conservazione sono comunque rispettate. Questo nasce dal fatto che elettroni e positroni sono l'uno l'antiparticella dell'altro, con proprietà identiche eccetto carica elettrica opposta. Per conservare energia, il campo elettrico perde energia quando si crea una coppia elettrone-positrone, di una quantità pari a , dove è la massa a riposo dell'elettrone e è la velocità della luce. La carica elettrica si conserva perché una coppia elettrone-positrone è elettricamente neutra. Il momento lineare e angolare si conservano perché, in ciascuna coppia, l'elettrone e il positrone sono creati con velocità e spin opposti. In effetti, ci si aspetta che l'elettrone e il positrone vengano creati (quasi) a riposo, e quindi successivamente accelerati l'uno dall'altro dal campo elettrico.