تأثير شونغرتأثير

أدرك جوليان شونغر، أحد مؤسسي الديناميكا الكهربائية الكمومية، في عام 1951 أنه إذا تجاوز الحقل الكهربائي قيمة هائلة تصل إلى 10^18 فولت/م، يصبح الفراغ غير مستقر. التموجات الكمومية — أزواج الجسيمات الافتراضية — ستُمزق بالحقل وتصبح حقيقية. اشتق شونغر صيغة أظهرت أن تولد الأزواج يشبه النفق الكمومي: صغير أسيًا في الحقل الضعيف ويزداد بشكل كارثي عند القيمة الحرجة. هذه الظاهرة قريبة من إشعاع هوكنغ وتولد الجسيمات في الكون المبكر.

الفراغ الكمومي ليس خواءً، بل بحر من الأزواج الافتراضية التي تولد وتختفي باستمرار. إذا طُبق حقل بقوة هائلة، حوالي 10^18 فولت لكل متر، يتمكن من إبعاد الزوج محولًا الجسيمات الافتراضية إلى إلكترون وبوزيترون حقيقيين. حسب جوليان شونغر الحقل العتبة واحتمال حدوث ذلك. كلما كان الحقل أضعف، كان الاحتمال أضأل — كما أن الماء لا يكاد يتبخر عند 30 درجة مئوية، لكنه يغلي بعنف عند 100 درجة مئوية.

تأثير شونغر هو تولد غير اضطرابي لأزواج إلكترون-بوزيترون من الفراغ في حقل كهربائي ثابت أو متغير ببطء، تتجاوز شدته القيمة الحرجة E_c = m_e^2 c^3 / eħ ≈ 1.32×10^18 فولت/م. معدل التولد يتناسب مع exp(−πE_c/E). فيزيائيًا، هذا انتقال نفقي من بحر ديراك. في الكروموديناميكا الكمومية، تأثير كروموكهربائي مماثل مسؤول عن حصر الكواركات.