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

Богатую микофлору носа связали с повышенным риском астмы и аллергического ринита Богатую микофлору носа связали с повышенным риском астмы и аллергического ринита

Богатая микофлора носа повышает вероятность развития аллергии и  астмы

N+1
Лазерное сканирование леса поможет спрогнозировать урожай черники и брусники Лазерное сканирование леса поможет спрогнозировать урожай черники и брусники

Скоро можно будет строить карты концентрации ягод в лесу

N+1
Молекулы, необходимые для жизни, найдены в образцах астероида Бенну Молекулы, необходимые для жизни, найдены в образцах астероида Бенну

В породе, доставленной с астероида Бенну, обнаружены 14 из 20 аминокислот

ТехИнсайдер
Ирина Хакамада: «Полезно нырнуть на самую глубину отчаяния» Ирина Хакамада: «Полезно нырнуть на самую глубину отчаяния»

Хакамада меняется в каждом отрезке времени. Сейчас у нее очень непростой период

Psychologies
Целибат сведет в могилу: почему не заниматься сексом смертельно опасно Целибат сведет в могилу: почему не заниматься сексом смертельно опасно

Наука в очередной раз доказала, что секс — это лучшее лекарство

Maxim
Не бойся, я с тобой Не бойся, я с тобой

8 сообщений, с помощью которых можно поддержать и успокоить близкого человека

Лиза
Самые красивые и самые уродливые кошки с математической точки зрения Самые красивые и самые уродливые кошки с математической точки зрения

Не можешь выбрать, какая порода тебе нравится больше? Используй золотое сечение!

Maxim
Вырезал сцены с сигаретами и алкоголем и привёз сериал из Японии в США: история Альфреда Кана, популяризовавшего Pokémon Вырезал сцены с сигаретами и алкоголем и привёз сериал из Японии в США: история Альфреда Кана, популяризовавшего Pokémon

Альфред Кан покупал лицензии на игрушки и добивался их всемирной известности

VC.RU
Главный сенсор: как устроен лидар «Яндекс» для беспилотных автомобилей Главный сенсор: как устроен лидар «Яндекс» для беспилотных автомобилей

«Яндекс» перевел свой флот беспилотных автомобилей на собственные лидары

VC.RU
Серотонин: что важно знать о «гормоне счастья» Серотонин: что важно знать о «гормоне счастья»

Что представляет собой один из важнейших гормонов, отвечающих за наше здоровье?

РБК
Как может работать «налог на миллиардеров», из-за которого Маск задумал продать 10% своих акций Tesla Как может работать «налог на миллиардеров», из-за которого Маск задумал продать 10% своих акций Tesla

Как миллиардеры в США пытаются обойти налоговый кодекс

VC.RU
Тюнинг Тюнинг

Калаш хорош, но его можно сделать еще лучше

Популярная механика
Четырехногая змея оказалась ящерицей Четырехногая змея оказалась ящерицей

Раннемеловой рептилии отказали в статусе переходного звена

N+1
Почему Царь-пушка – вовсе не пушка: что на самом деле стоит в Кремле Почему Царь-пушка – вовсе не пушка: что на самом деле стоит в Кремле

История Царь-пушки не заканчивается на анекдотах. Оказывается, это даже не пушка

ТехИнсайдер
InSight составил детальную схему подповерхностных слоев Марса InSight составил детальную схему подповерхностных слоев Марса

Ученые составили схему подповерхностных слоев Красной планеты

N+1
Травоядные луговые собачки оказались свирепыми хищниками Травоядные луговые собачки оказались свирепыми хищниками

Ученые обнаружили у луговых собачек необычную модель поведения

Популярная механика
Рестораторы Решетниковы: Во французской кухне очень много привычных нам блюд Рестораторы Решетниковы: Во французской кухне очень много привычных нам блюд

В центре Петербурга — на Караванной улице — открылся портал во Францию

СНОБ
Как мосметро использует машинное обучение для оценки загруженности вагонов Как мосметро использует машинное обучение для оценки загруженности вагонов

Оценка загруженности вагонов: как оно работает и при чем здесь машинное обучение

Популярная механика
Чтобы обнаружить психопата, достаточно всего одного вопроса Чтобы обнаружить психопата, достаточно всего одного вопроса

Можно ли обнаружить у себя или у окружающих черты психопата?

Cosmopolitan
В теле человека обнаружены десятки ранее неизвестных соединений-антибиотиков В теле человека обнаружены десятки ранее неизвестных соединений-антибиотиков

Устойчивые к антибиотикам бактерии могут стать серьезной угрозой для здоровья

Популярная механика
Семь кругов достоверности. Как понять, что найдена внеземная жизнь Семь кругов достоверности. Как понять, что найдена внеземная жизнь

Как сделать поиск внеземной жизни более конструктивным

СНОБ
Безалаберщина и лганье: какие слова пропали из русского лексикона за последний век Безалаберщина и лганье: какие слова пропали из русского лексикона за последний век

Как изменилась лексика русского языка с первой половины XX века

Forbes
Документы сгорели, а главный свидетель выпал из вертолёта: золотодобыча, которая стоила акционерам $3 млрд Документы сгорели, а главный свидетель выпал из вертолёта: золотодобыча, которая стоила акционерам $3 млрд

Проект разработки золотого месторождения Bre-X оказался мошенничеством

VC.RU
Неидеальность лазерного импульса помогла разогнать ионы Неидеальность лазерного импульса помогла разогнать ионы

Физики обнаружили и объяснили принцип ускорения ионов

N+1
Магний: принимать или нет? Магний: принимать или нет?

Перед магией магния не устоять

VC.RU
Как диагностируют и лечат спинальную мышечную атрофию Как диагностируют и лечат спинальную мышечную атрофию

Что известно о спинальной мышечной атрофии и почему её лечение стоит так дорого?

РБК
Веселые кошки: 5 смешных историй о питомцах Веселые кошки: 5 смешных историй о питомцах

Владельцы рассказали о самых забавных историях с их питомцами

Playboy
Диетолог из Гарварда назвала 5 продуктов, которые стоит исключить из рациона Диетолог из Гарварда назвала 5 продуктов, которые стоит исключить из рациона

Диетолог Ума Найду: продукты, которые стоит избегать

Inc.
Истина в жене Истина в жене

«Последняя дуэль»: язвительно современный Ридли Скотт в декорациях Средневековья

Weekend
Утюг, отпариватель или парогенератор – что выбрать для дома? Утюг, отпариватель или парогенератор – что выбрать для дома?

Что лучше – отпариватель или парогенератор для одежды?

CHIP
Открыть в приложении