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

Люди погубили 110 эндемичных видов растений и животных Макаронезии Люди погубили 110 эндемичных видов растений и животных Макаронезии

Человек уничтожил уже 110 эндемиков в Макаронезии

N+1

Как семья Саклер подсадила на “легальный наркотик” всю Америку.

Правила жизни
Музыкальное образование может снизить возрастные когнитивные изменения Музыкальное образование может снизить возрастные когнитивные изменения

Как обучение музыке защищает мозг от одной из распространенных проблем старения

ТехИнсайдер
Проблема жъжъь Проблема жъжъь

Что такое «кризис опыления» и как с ним быть

N+1
Сохраняйте спокойствие Сохраняйте спокойствие

Спокойствие — мощный способ достижения успеха в жизни

kiozk originals
Оно тебе НАDО (но это не точно) Оно тебе НАDО (но это не точно)

Самые необычные сексшоп-тренды

Playboy
Порошковое покрытие как альтернатива гель-лаку: честный отзыв редакции Cosmо Порошковое покрытие как альтернатива гель-лаку: честный отзыв редакции Cosmо

Протестировали модную технику порошкового маникюра

Cosmopolitan
10 ядовитых растений, которые могут серьезно навредить 10 ядовитых растений, которые могут серьезно навредить

Самые ядовитые растения планеты — от табака до церберы

Популярная механика
Как сохранить Тик Ток без водяного знака: инструкция для смартфонов Как сохранить Тик Ток без водяного знака: инструкция для смартфонов

Самые простые и безопасные способы скачать видео из ТикТока без водяного знака

CHIP
Как установить Windows 11 на совместимый и даже несовместимый ПК Как установить Windows 11 на совместимый и даже несовместимый ПК

Как установить Windows 11 на компьютер несколькими разными способами

CHIP
Как связаны между собой спорт и психосоматика? Как связаны между собой спорт и психосоматика?

Как разобраться со своими проблемами, занимаясь спортом

Cosmopolitan
Тусклые, жирные, ломкие? Научись составлять диету для решения проблем с волосами Тусклые, жирные, ломкие? Научись составлять диету для решения проблем с волосами

5 основных проблем шевелюры. Мы разберем каждую

Cosmopolitan
Где твоя маска? Где твоя маска?

О масочном режиме, введенном среди людей, испытывающих боль славы

Harper's Bazaar
Что это за зверь — тестостерон: 10 фактов о гормоне мужественности Что это за зверь — тестостерон: 10 фактов о гормоне мужественности

Как определить пониженный тестостерон, и на что этот гормон влияет

Playboy
Трение человеческой кожи оказалось идеальным для щелчков пальцами Трение человеческой кожи оказалось идеальным для щелчков пальцами

Ученые исследовали процесс щелкания человеком пальцами

N+1
«И не друг, и не враг»: как токсичная дружба отравляет нам жизнь «И не друг, и не враг»: как токсичная дружба отравляет нам жизнь

Почему так тяжело дружить с токсичными людьми

Psychologies
Первая помощь при инсульте: что делать до приезда скорой Первая помощь при инсульте: что делать до приезда скорой

Подробный гид по оказанию первой помощи при инсульте

РБК
Темные пятна и светлые головы: 5 увлекательных книг по истории России Темные пятна и светлые головы: 5 увлекательных книг по истории России

Книги, которые помогут составить объективную картину прошлого России

Популярная механика
Железная ферма Сэма Дила: необычные скульптуры Железная ферма Сэма Дила: необычные скульптуры

Живет в жаркой австралийской глубинке веселый человек по имени Сэм Дил

Популярная механика
От «Лила Чакра» до «Правда или действие»: 10 игр для нескучных вечеров От «Лила Чакра» до «Правда или действие»: 10 игр для нескучных вечеров

Обещай, что отлично повеселишься!

Playboy
Стратостат услышал инфразвук от подземного взрыва Стратостат услышал инфразвук от подземного взрыва

Инфразвук проще засечь из стратосферы, чем с поверхности Земли

N+1
Художник, случайно сорвавший маску с человечества: жизнь и творчество классика современного искусства Олега Целкова Художник, случайно сорвавший маску с человечества: жизнь и творчество классика современного искусства Олега Целкова

Олег Целков — один из лидеров советского нонконформизма

Esquire
Почему североамериканские спецслужбы ежегодно следят за Санта Клаусом? Почему североамериканские спецслужбы ежегодно следят за Санта Клаусом?

Откуда взялась традиция «отслеживать Санту» в США?

Популярная механика
Материнский инстинкт Материнский инстинкт

Пенелопа Крус в фильме «Параллельные матери»

Grazia
Кто первый начал: что нам мешает считать микробов причиной аутизма Кто первый начал: что нам мешает считать микробов причиной аутизма

Не спешите лечить аутизм пересадкой кишечных бактерий

N+1
Сексуальная зависимость или просто любовь к сексу? Когда пора бить тревогу Сексуальная зависимость или просто любовь к сексу? Когда пора бить тревогу

Вы «сексоголик» или у вас просто высокое либидо?

Psychologies
«Я пустила подругу пожить у нас, а она переспала с моим парнем» «Я пустила подругу пожить у нас, а она переспала с моим парнем»

Измена любимого и предательство подруги — это всегда больно

Psychologies
Шум катеров с бензиновыми двигателями помешал матерям-гриндам отдыхать и кормить детенышей Шум катеров с бензиновыми двигателями помешал матерям-гриндам отдыхать и кормить детенышей

Как катера с бензиновыми двигателями влияют на гринд

N+1
«Думала уже всё». Женщина победила бесплодие в 50 и родила двойню «Думала уже всё». Женщина победила бесплодие в 50 и родила двойню

После многих испытаний Манда Эптон все же смогла победить недуг и забеременеть

Cosmopolitan
Как голуби находят дорогу домой Как голуби находят дорогу домой

Как голуби ориентируются в сложных и меняющихся ландшафтах?

Популярная механика
Открыть в приложении