Физики просимулировали дрожащее движение и парадокс Клейна

N+1Наука

Релятивистские эффекты воспроизвели в электрических цепях

Марат Хамадеев

Weixuan Zhang et al. / Communications Physics, 2021

Китайские физики увидели два эффекта, предсказанные для релятивистских частиц, просимулировав их с помощью электрических цепей. В частности, они показали, что при правильной настройке емкостей и индуктивностей возбуждаемая в схеме волна напряжения ведет себя как двухкомпонентная волновая функция дираковской частицы. Исследование опубликовано в Communications Physics.

Переведя квантовую механику в релятивистский режим с помощью своего уравнения, Поль Дирак вывел понимание физики микромира на новый уровень. Возникновение у электрона отрицательных энергетических континуумов, которые оказались маркером позитронных состояний, и линейной связи энергии с импульсом в ультрарелятивистском пределе побудило физиков искать необычные релятивистские эффекты. К наиболее интересным из них можно отнести парадокс Клейна и циттербевегунг (дрожащее движение электрона). Первый эффект заключается в способности ультрарелятивистского электрона со стопроцентной вероятностью проходить потенциальный барьер, а второй предписывает свободному электрону двигаться в режиме постоянного колебания с частотой порядка 1021 герц и амплитудой порядка его комптоновской длины волны.

Условия, в которых оба эффекта могли бы наблюдаться для электрона, оказались достаточно экстремальными и недоступными для прямого эксперимента. Тем не менее, физики находят выход из этой трудности с помощью различных квазичастиц — элементарных возбуждений в искусственных средах, чьи соотношения энергия-импульс имеют такой же вид, как у релятивистского электрона, но на гораздо меньших энергетических масштабах. Ученые уже подтвердили дрожание и полное прохождение через барьер для электронов в графене, холодных атомов в ловушках, фотонов в фотонном и фононов в фононном кристалле (про один из таких экспериментов мы уже писали).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой

Ученые впервые подтвердили существование экзопланеты с кратной полярной орбитой

N+1
В переговорах о покупке доли в Natura Siberica появился новый участник В переговорах о покупке доли в Natura Siberica появился новый участник

В переговорах о разделе долей в компании Natura Siberica участвует Павел Грачев

Forbes
Выдающийся математик, который морил себя голодом из-за паранойи: история жизни и смерти Курта Гёделя Выдающийся математик, который морил себя голодом из-за паранойи: история жизни и смерти Курта Гёделя

История Курта Гёделя, выдающегося математика, который умер от паранойи

ТехИнсайдер
Рассказ из сборника «Сибирь: счастье за горами» Рассказ из сборника «Сибирь: счастье за горами»

Отрывок из сборника рассказов, посвященных Сибири

СНОБ
Млечный Путь и Андромеда прямо сейчас мчатся навстречу друг другу — космический апокалипсис или слияние галактик? Млечный Путь и Андромеда прямо сейчас мчатся навстречу друг другу — космический апокалипсис или слияние галактик?

Млечный Путь и Андромеда сейчас стремительно движутся навстречу друг другу

Inc.
8 заикающихся знаменитостей 8 заикающихся знаменитостей

Узнай, как эти знаменитости справились с нарушениями речи и добились успеха

Maxim
Интервью с рестораторами Надеждой Пак и Александром Брайловским Интервью с рестораторами Надеждой Пак и Александром Брайловским

Основатели кафе рассказали, какие существуют правила семейного счастья

Cosmopolitan
«Ленин» жив. Уроки истории в Мурманском областном театре кукол «Ленин» жив. Уроки истории в Мурманском областном театре кукол

История о корабле и столичные гастроли Мурманского областного театра кукол

СНОБ
Ресторатор Алексей Буров — о проекте Smoke BBQ и формате fine casual Ресторатор Алексей Буров — о проекте Smoke BBQ и формате fine casual

Интервью с шефом Алексеем Буровым, автором книги «Smoke BBQ: кухня живого огня»

РБК
Стрижка «веник»: что мы знаем о горячем hair-тренде этой зимы Стрижка «веник»: что мы знаем о горячем hair-тренде этой зимы

Чем прическа «веник» отличается от классического боба

Cosmopolitan
Муаровая сверхрешетка помогла настроить спин атома железа Муаровая сверхрешетка помогла настроить спин атома железа

Электронными и спиновыми свойствами атомов железа можно управлять

N+1
Не перейти черту Не перейти черту

Как научиться защищать свои личные границы

Лиза
Таки хороший доктор Таки хороший доктор

«Психиатр по соседству»: комедийный психотриллер о реальных событиях

Weekend
Впервые эксперты обнаружили способность к распознанию слов у животного. Это собаки! Впервые эксперты обнаружили способность к распознанию слов у животного. Это собаки!

Собаки способны улавливать отдельные слова в предложениях

Популярная механика
Журналисты Washington Post провели расследование выступления Трэвиса Скотта. Они пришли к выводу, что к трагедии привели ошибки организаторов Журналисты Washington Post провели расследование выступления Трэвиса Скотта. Они пришли к выводу, что к трагедии привели ошибки организаторов

Расследование трагедии на выступлении Трэвиса Скотта, где погибли 10 человек

Esquire
Археологи нашли на Дону серебряную накладку с изображениями скифских богов Археологи нашли на Дону серебряную накладку с изображениями скифских богов

Ученые обнаружили изображения богов в скифском погребении IV века до нашей эры

N+1
От Тома Круза до Мадонны: самые шокирующие бьюти-трансформации звезд От Тома Круза до Мадонны: самые шокирующие бьюти-трансформации звезд

Знаменитости, для которых вмешательство во внешность имели серьезные последствия

Cosmopolitan
Спи в носках! Для этого есть 5 важных причин Спи в носках! Для этого есть 5 важных причин

Не вредно ли спать в носках?

Cosmopolitan
«Удаленка»: кто «не вписался» в новый формат и почему «Удаленка»: кто «не вписался» в новый формат и почему

Многие сотрудники находятся на удаленке и работают, условно говоря, в пижамах

Psychologies
Электронное рассеяние помогло найти изъяны в нейтринных моделях Электронное рассеяние помогло найти изъяны в нейтринных моделях

Физики проверили работоспособность моделей нейтрино-ядерного взаимодействия

N+1
Кто такая Екатерина Вельмакина? Смотрим фото победительницы конкурса «Краса России — 2021» Кто такая Екатерина Вельмакина? Смотрим фото победительницы конкурса «Краса России — 2021»

Мы не дадим тебе пропускать конкурсы женской красоты

Maxim
Почему на одежде у мужчин и женщин пуговицы находятся с разной стороны? Почему на одежде у мужчин и женщин пуговицы находятся с разной стороны?

На мужской и женской одежде пуговицы пришивают с различных сторон. Почему?

Cosmopolitan
Ледянка VS снегокат: на чем лучше и безопаснее кататься с горки грядущей зимой Ледянка VS снегокат: на чем лучше и безопаснее кататься с горки грядущей зимой

Самые популярные варианты средств для катания с горки

Cosmopolitan
Блеск и нищета Блеск и нищета

Что мы делаем с деньгами, а они с нами?

Psychologies
Неидеальность лазерного импульса помогла разогнать ионы Неидеальность лазерного импульса помогла разогнать ионы

Физики обнаружили и объяснили принцип ускорения ионов

N+1
Цветок, из которого готовят синий «чай» Цветок, из которого готовят синий «чай»

Цветки клитории используют в кулинарии для придания необычной синей окраски

Наука и жизнь
Мужчина подменил злую кошку на добрую, и жена этого не заметила Мужчина подменил злую кошку на добрую, и жена этого не заметила

Герой истории нашел необычный способ ужиться с неприятным животным своей девушки

Psychologies
5 ошибок, за которые стоит себя простить 5 ошибок, за которые стоит себя простить

Важно признать свои ошибки и простить себя за них

Psychologies
Почему Россия не стремится защищать Армению от азербайджанского вторжения Почему Россия не стремится защищать Армению от азербайджанского вторжения

Нельзя защищать тех, кто сделал все, чтобы сдать свои территории

СНОБ
Мужской стиль одежды: как выбрать свой Мужской стиль одежды: как выбрать свой

Какие бывают мужские стили одежды, как выбрать свой и не совершить ошибки

Playboy
Открыть в приложении