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

Виновником митохондриальной дисфункции при ожирении назвали малый G-белок Виновником митохондриальной дисфункции при ожирении назвали малый G-белок

Ученые выяснили механизм возникновения фрагментации и дисфункции митохондрий

N+1
Железная леди в бархатной перчатке: история девушки-Геркулеса Джоан Роудс Железная леди в бархатной перчатке: история девушки-Геркулеса Джоан Роудс

История самой гламурной женщины-силачки Великобритании

Cosmopolitan
Глобальные показатели рождаемости снизились в два раза за 60 лет Глобальные показатели рождаемости снизились в два раза за 60 лет

В 110 странах не наблюдается воспроизводства населения

N+1
Свобода власти: почему за 30 лет в России так и не появилось политической конкуренции Свобода власти: почему за 30 лет в России так и не появилось политической конкуренции

Почему в стране не возникло движений, способных оказать давление на власть

Forbes
Игры, в которые играют люди Игры, в которые играют люди

Психология человеческих взаимоотношений

kiozk originals
От Иван-чая до ройбуша: самые полезные чаи для мужчин От Иван-чая до ройбуша: самые полезные чаи для мужчин

Виды чая, которые стоит включить в свою жизнь, чтобы быть здоровым

Playboy
Как утопия ушла в монастырь Как утопия ушла в монастырь

Проект Григория Ревзина «Оправдание утопии». Санкт-галленский план

Weekend
Купеческие дома и нити из сухожилий: как женщины в России развивают малые территории Купеческие дома и нити из сухожилий: как женщины в России развивают малые территории

Истории трех предпринимательниц, которые развивают малые территории

Forbes
Стрелки котенка: легкий макияж, который идет всем и всегда получается Стрелки котенка: легкий макияж, который идет всем и всегда получается

Макияж должен быть одинаково уместен и в дневное, и в вечернее время

Cosmopolitan
«Барин» против: самые громкие скандалы Маслякова со звездами КВН «Барин» против: самые громкие скандалы Маслякова со звездами КВН

С кем ссорился Александр Васильевич Масляков

Cosmopolitan
Как охотники за багами и хакеры будут бороться с дискриминацией на рынке труда Как охотники за багами и хакеры будут бороться с дискриминацией на рынке труда

Могут ли нейросети помешать вам получить работу мечты?

Forbes
В атмосферах загрязненных белых карликов нашли экзотические образцы мантии экзопланет В атмосферах загрязненных белых карликов нашли экзотические образцы мантии экзопланет

Астрономы изучили 23 загрязненных карлика

N+1
Клубничный блонд снова в моде: красим волосы как Эмма Стоун и Эми Адамс Клубничный блонд снова в моде: красим волосы как Эмма Стоун и Эми Адамс

Что такое клубничный блонд и кому он подойдет?

Cosmopolitan
Электрошок: прошлое и настоящее Электрошок: прошлое и настоящее

Так ли страшна процедура электрошока на самом деле?

Psychologies
Когда смартфон разряжается быстрее — при подключении к Wi-Fi или к мобильному интернету Когда смартфон разряжается быстрее — при подключении к Wi-Fi или к мобильному интернету

Какое подключение — через Wi-Fi или сотовую связь — сохранит проценты заряда

Популярная механика
На чем ездила элита СССР. Экзотические модели и их владельцы На чем ездила элита СССР. Экзотические модели и их владельцы

Каких «инопланетян» могли повстречать на дорогах граждане Союза

РБК
Как заговорить об измене Как заговорить об измене

Как корректно рассказать об измене?

GQ
YouTube-шоу, мерч и квесты: кто заработал на хайпе вокруг «Игры в кальмара» YouTube-шоу, мерч и квесты: кто заработал на хайпе вокруг «Игры в кальмара»

Сколько предприниматели и блогеры заработали на «Игре в кальмара»

Forbes
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
Сиенские супруги Сиенские супруги

Джанноддза Сарачени и Мариотто Миньянелли жили и друг друга любили в Сиене

Наука и жизнь
Как проверить сердце: кому и когда это нужно делать Как проверить сердце: кому и когда это нужно делать

Кому и когда пора проверять сердце

РБК
Мягкий магнитный робот из пикселей научили многократно принимать различные формы Мягкий магнитный робот из пикселей научили многократно принимать различные формы

Мягкий робот из пикселей под действием магнитного поля меняет форму

N+1
Холодная космическая футурология: что почитать у писателя-астрофизика Аластера Рейнольдса Холодная космическая футурология: что почитать у писателя-астрофизика Аластера Рейнольдса

Рассказываем, на какие произведения Аластера Рейнольдса стоит обратить внимание

Популярная механика
Эмоции на работе: подавлять или проявлять? Эмоции на работе: подавлять или проявлять?

К чему может привести постоянное подавление чувств?

Psychologies
Как инвестировать в EdTech с пользой для общества Как инвестировать в EdTech с пользой для общества

Все ли инвестиции в образование считаются «импактом» и как устроен рынок EdTech

Inc.
Физики измерили толщину нейтронной кожи ядра никеля Физики измерили толщину нейтронной кожи ядра никеля

Толщина нейтронной кожи ядра никеля поможет разобраться в нейтронных звездах

N+1
Сколько приносит майнинг-ферма в месяц? Окупаемость и доходность Сколько приносит майнинг-ферма в месяц? Окупаемость и доходность

Обустройство фермы для майнинга Ethereum

CHIP
Археологи нашли в Великом Новгороде средневековые костяные коньки Археологи нашли в Великом Новгороде средневековые костяные коньки

Ученые подвели итоги раскопок 2021 года в Великом Новгороде

N+1
Человечество на диете: почему наши попытки сбросить вес терпят поражение Человечество на диете: почему наши попытки сбросить вес терпят поражение

Отрывок из книги Германа Понцера «Sapiens на диете»

Forbes
Все страхи мира: чего боятся создатели Кодекса этики искусственного интеллекта Все страхи мира: чего боятся создатели Кодекса этики искусственного интеллекта

Собрание негативных сценариев развития новой технологии

Forbes
Открыть в приложении