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 отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами

Астрономы описали класс рекордно ярких транзиентов

N+1
«Я разоблачил своих нечестных родителей, и меня выгнали из дома» «Я разоблачил своих нечестных родителей, и меня выгнали из дома»

Справедливо ли, когда только одному ребенку достается вся любовь родителей?

Psychologies
Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция

Как искусственный белок реагирует на повышение концентрации ионов кальция

N+1
Искусство жить красиво Искусство жить красиво

История у гостиницы «Метрополь» всегда была непростой

Караван историй
Скандинавская ходьба: глупый тренд или топовое упражнение для поддержания здоровья? Скандинавская ходьба: глупый тренд или топовое упражнение для поддержания здоровья?

Оказывают ли какой-то эффект палки в скандинавской ходьбе?

ТехИнсайдер
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
Что делать, если родители злоупотребляют контролем и манипуляциями? Что делать, если родители злоупотребляют контролем и манипуляциями?

Как выставить и удерживать свои границы в общении с родителями?

Psychologies
Почему кошек в древности считали магическими животными? Почему кошек в древности считали магическими животными?

Почему именно кошки не оставляют людей равнодушными?

Cosmopolitan
Не только мужское либидо: зачем тестостерон нужен людям обоих полов Не только мужское либидо: зачем тестостерон нужен людям обоих полов

Гормон тестостерон — герой множества мифов

РБК
Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений

Способны ли мужчина и женщина быть просто друзьями?

Psychologies
10+ законов истинной дружбы: как быть лучшей подругой 10+ законов истинной дружбы: как быть лучшей подругой

Эти 10 правил помогут тебе сделать ваши дружеские отношения еще крепче

Cosmopolitan
Как приучить ребенка к экологической ответственности: 6 шагов Как приучить ребенка к экологической ответственности: 6 шагов

Как привить ребенку полезные экопривычки?

Psychologies
Вива, Виктория! Вива, Виктория!

Виктория Мирошниченко — о мастерстве перевоплощения и сибирских травах

Grazia
Елена Брусилова: «У людей появилась мотивация быть здоровыми» Елена Брусилова: «У людей появилась мотивация быть здоровыми»

Президент ГК «Медси» Елена Брусилова о том, как изменилась частная медицина

РБК
Китайские генетики нашли предков шерпов в долине реки Хуанхэ Китайские генетики нашли предков шерпов в долине реки Хуанхэ

Китайские генетики исследовали геномы 628 шерпов

N+1
Почему султан Сулейман в «Великолепном веке» запретил кофе? Почему султан Сулейман в «Великолепном веке» запретил кофе?

Почему в Турции боялись, что кофе разрушит страну?

Cosmopolitan
Секс или самовыражение? Что такое кинки-пати — разбираемся подробно Секс или самовыражение? Что такое кинки-пати — разбираемся подробно

Kinky party — что это такое, как и где происходит?

Cosmopolitan
«Это похоже на наркотик — включаешь плеер и забываешь про весь остальной мир»: история кассетного проигрывателя Walkman «Это похоже на наркотик — включаешь плеер и забываешь про весь остальной мир»: история кассетного проигрывателя Walkman

Walkman считался «символом статуса», а его название стало нарицательным

VC.RU
Коммунисты на привале. Стоит ли верить охотничьим байкам Валерия Рашкина Коммунисты на привале. Стоит ли верить охотничьим байкам Валерия Рашкина

У депутата Госдумы от КПРФ Валерия Рашкина не выдержала совесть

СНОБ
Углекислый газ выступил катализатором получения амидов Углекислый газ выступил катализатором получения амидов

Ученые предложили экологичный и дешевый метод переамидирования

N+1
Билл Гейтс посоветовал 5 книг на новогодние праздники Билл Гейтс посоветовал 5 книг на новогодние праздники

Традиционный список книг, рекомендованных к прочтению, от основателя Microsoft

Inc.
Что случилось на МКС и сбивала ли Россия спутник? Что случилось на МКС и сбивала ли Россия спутник?

Почему США обвинили Россию в испытаниях противоспутникового оружия

Maxim
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
Кто придумал идеальный город Кто придумал идеальный город

Григорий Ревзин о «Трактате об архитектуре» Антонио Филарете и городе Сфорцинда

Weekend
Гендер делу не помеха: женщина, бывший топ-менеджер Google, о предрассудках на работе Гендер делу не помеха: женщина, бывший топ-менеджер Google, о предрассудках на работе

Различие гендеров у фаундеров приводит к улучшению бизнес-показателей

Inc.
Редкие фото и признания поклонников: что происходит в аккаунтах умерших звезд Редкие фото и признания поклонников: что происходит в аккаунтах умерших звезд

Самые интересные профили умерших звезд в «Инстаграме»

Cosmopolitan
Пограничное состояние Пограничное состояние

Александр Добровинский с нежностью вспоминает месть любимой женщины

Tatler
«Валера хотел назвать дочь не Агатой»: Альбина Джанабаева спорила с мужем «Валера хотел назвать дочь не Агатой»: Альбина Джанабаева спорила с мужем

Альбина Джанабаева рассказала о своих материнских буднях

Cosmopolitan
Очень важные дела! 5 вопросов о месячных, которые ты боялась задать Очень важные дела! 5 вопросов о месячных, которые ты боялась задать

Волнующие вопросы о критических днях

Cosmopolitan
Четвёрка над пятёркой Четвёрка над пятёркой

Советские разведчики, которые вербовали, курировали и руководили «пятёркой»

Дилетант
Открыть в приложении