The Dynamically Assisted Schwinger Process:: Primary and Secondary Effects

The dynamical Schwinger effect refers to the creation of electron-positron pairs by a time dependent, spatially homogeneous electric field. It probes the fundamentals of quantum electrodynamics and is sought to be verified with upcoming high-intensity laser installations. In the dynamically assisted Schwinger effect, the pair yield is increased by orders of magnitude through the combination of fields of different field strength and frequency scales. In this thesis we, investigate both processes in the framework of a quantum kinetic equation. We are especially interested in what amplification factors can be achieved by the assisting field and whether intermediately large mode occupation numbers have a physical significance and could serve as a verification of the Schwinger effect. For the latter goal, we couple our system to a quantized radiation field that serves as a secondary (photon) probe and study its spectrum, as the afterglow of the dynamical Schwinger effect.Als dynamischen Schwingereffekt bezeichnet man die Erzeugung von Elektron-Positron-Paaren durch ein zeitabhängiges, räumlich homogenes elektrisches Feld. Er dient zur Untersuchung der Grundlagen der Quantenelektrodynamik und es wird versucht, ihn an zukünftigen Hochintensitäts-Laseranlagen zu verifizieren. Bei dem dynamisch assistierten Schwingereffekt wird die Paarausbeute durch eine Kombination von Feldern mit unterschiedlichen Feldstärken- und Frequenzskalen um mehrere Größenordnungen erhöht. In dieser Dissertation untersuchen wir beide Prozesse im Rahmen einer quantenkinetischen Gleichung. Wir interessieren uns besonders dafür, welche Verstärkungsfaktoren durch das assistierende Feld erreicht werden können und ob intermediär große Modenbesetzungszahlen physikalische Signifikanz haben und als Verifizierung des Schwingereffekts dienen können. Für zweiteres Ziel koppeln wir unser System an ein quantisiertes Strahlungsfeld, das als sekundäres (Photonen-) Signal dient, und untersuchen dessen Spektrum, das Nachglühen des dynamischen Schwingereffekts