efecto Schwingerefecto
Julian Schwinger, uno de los creadores de la electrodinámica cuántica, se dio cuenta en 1951 de que si un campo eléctrico supera la fantástica magnitud de unos 10^18 V/m, el vacío se vuelve inestable. Las fluctuaciones cuánticas —pares virtuales de partículas— serían separadas por el campo y se volverían reales. Schwinger dedujo una fórmula que mostraba que la creación de pares es análoga al efecto túnel: exponencialmente pequeña en campos débiles y catastróficamente creciente al alcanzar el valor crítico. Este fenómeno es un pariente cercano de la radiación de Hawking y de la creación de partículas en el universo primitivo.
How it works
El efecto explica lo que puede ocurrir cerca de magnetares o en el foco de láseres superpotentes. En el laboratorio se crea un análogo en grafeno: debido a la ínfima masa efectiva de los portadores de carga, el campo crítico se reduce en órdenes de magnitud, permitiendo estudiar el colapso cuántico sobre una mesa.
💡 Los físicos esperan «hervir» el vacío con láseres de rayos X de nueva generación; mientras tanto, reproducen un mini-Schwinger en grafeno, obteniendo una avalancha de electrones y huecos.
E_c = \frac{m_e^2 c^3}{e\hbar}
E_c — intensidad crítica del campo eléctrico (límite de Schwinger), m_e — masa del electrón (≈ 9.109×10⁻³¹ kg), c — velocidad de la luz en el vacío (≈ 2.998×10⁸ m/s), e — carga elemental (≈ 1.602×10⁻¹⁹ C), ħ — constante de Planck reducida (≈ 1.0546×10⁻³⁴ J·s)
P \propto \exp\left(-\frac{\pi m_e^2 c^3}{e\hbar E}\right)
P — probabilidad de creación de un par electrón-positrón por unidad de volumen y de tiempo (para un campo constante y homogéneo), m_e, c, e, ħ — como arriba, E — intensidad real del campo eléctrico