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

Переплавка Луны омолодила ее на пару сотен миллионов лет Переплавка Луны омолодила ее на пару сотен миллионов лет

Планетологи заново оценили возраст Луны, теперь он составляет 4,43–4,53 млрд лет

N+1
Цифровое бессмертие: что будет с аккаунтами в iCloud и соцсетях после смерти Цифровое бессмертие: что будет с аккаунтами в iCloud и соцсетях после смерти

Что такое цифровое "наследство"?

Playboy
Спонтанные мысли людей делятся на четыре основных типа Спонтанные мысли людей делятся на четыре основных типа

Чем спонтанные мысли людей отличаются друг от друга?

ТехИнсайдер
Бегущий по лезвию Бегущий по лезвию

История уникального человека по имени Джон Макафи

Playboy
От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики

Что ждет человечество в будущем? Фантасты размышляют в своих книгах

Maxim
Первый прикорм Первый прикорм

Как вводить прикорм правильно, чтобы у ребенка не было проблем с животиком

Лиза
Профиль РНК поможет понять причины заболеваний головного мозга Профиль РНК поможет понять причины заболеваний головного мозга

Cеквенирование третьего поколения помогло добыть обширные данные о траскриптоме

N+1
Как это вынести: кто хоронит Ленина в российском YouTube Как это вынести: кто хоронит Ленина в российском YouTube

На чьи деньги автор «Расстанного проезда 3» выносит вождя революции из мавзолея

Forbes
Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита

Палеогенетикам впервые удалось выделить древнюю ДНК человека из кальцита

N+1
6 способов правильно высушить обувь осенью и зимой 6 способов правильно высушить обувь осенью и зимой

Правильные способы привести обувь в порядок в период слякоти

Cosmopolitan
Марафон желаний Марафон желаний

Зачем мы загадываем желания?

Psychologies
«Канувшие в Лету»: графические форматы, о которых мало кто помнит «Канувшие в Лету»: графические форматы, о которых мало кто помнит

Первые графические стандарты

VC.RU
«Пираты 21 века»: история Odyssey Marine Exploration, которая построила бизнес на поисках сокровищ с затонувших кораблей «Пираты 21 века»: история Odyssey Marine Exploration, которая построила бизнес на поисках сокровищ с затонувших кораблей

Американская компания нашла золото времён Гражданской войны в США

VC.RU
Как распознать в себе крутого программиста: 5 главных признаков Как распознать в себе крутого программиста: 5 главных признаков

Какими пятью качествами обладают востребованные сегодня IT-специалисты

Популярная механика
Брак по расчету Брак по расчету

Как ковровые дорожки превратились в поле битвы маркетологов?

Vogue
«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
Дмитрий Блинов Дмитрий Блинов

Как гостю и ресторатору выйти сухими из бурлящих вод комментов и отзывов

Собака.ru
В каких продуктах много витамина D В каких продуктах много витамина D

Как дефицит витамина D можно восполнить с помощью рациона

РБК
Елки-моталки Елки-моталки

Хорошая хозяйка знает, что Новый год – никакой не праздник

Cosmopolitan
Эмбрион человека на третьей неделе развития разобрали по клеткам Эмбрион человека на третьей неделе развития разобрали по клеткам

Ученые провели перепись клеточных типов в человеческом эмбрионе

N+1
Позволим себе лишнего! Позволим себе лишнего!

Иногда стоит дать себе поблажку и получить от еды чистое наслаждение

Лиза
«Работать настолько приятно, что деньги неважны»: кем был создатель «теории потока» Михай Чиксентмихайи «Работать настолько приятно, что деньги неважны»: кем был создатель «теории потока» Михай Чиксентмихайи

История американского психолога Михая Чиксентмихайи

VC.RU
Сколько свободного времени нам нужно для счастья Сколько свободного времени нам нужно для счастья

Какое оптимальное количество свободного времени в сутках?

Psychologies
Груды бетона: почему фильм «Медея» Александра Зельдовича получился мизогинным Груды бетона: почему фильм «Медея» Александра Зельдовича получился мизогинным

Как фильм про женскую свободу обернулся историей болезни убийцы

Forbes
Организовывал договорные футбольные матчи в Англии и Италии и зарабатывал миллионы долларов: история Уилсона Перумала Организовывал договорные футбольные матчи в Англии и Италии и зарабатывал миллионы долларов: история Уилсона Перумала

Как Уилсон Радж Перумал влиял на исходы футбольных матчей в крупнейших турнирах

VC.RU
Красочный забег Красочный забег

Превращение квартиры из 1990-х в современную при помощи белой краски

AD
Как выбрать идеальную подушку: советы эксперта Как выбрать идеальную подушку: советы эксперта

Что такое анатомическая подушка? Какой материал должен быть внутри?

РБК
«Я в тупике»: как преодолеть кризис и не потерять себя «Я в тупике»: как преодолеть кризис и не потерять себя

Что поможет пережить трудные времена

Psychologies
Белковое окрашивание волос: как получить стойкий и мягкий эффект от краски Белковое окрашивание волос: как получить стойкий и мягкий эффект от краски

Способ сделать процедуру окрашивания щадящей и закрепить оттенок волос

Cosmopolitan
15 отличных южнокорейских сериалов, которые нужно смотреть 15 отличных южнокорейских сериалов, которые нужно смотреть

Южнокорейские дорамы, которые не уступают знаменитым сериалам

Esquire
Открыть в приложении