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

Аналог ацтекского омичикауацтли из человеческой кости выявили среди находок из Техаса Аналог ацтекского омичикауацтли из человеческой кости выявили среди находок из Техаса

Какие ацтекские артефакты обнаружили на юге Техаса

N+1
Пепел миров: как мертвые звезды помогли заглянуть в недра далеких планет Пепел миров: как мертвые звезды помогли заглянуть в недра далеких планет

Американские ученые всмотрелись в остывающие звезды

Forbes
Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова

Как на востоке Малайского полуострова новый вид тисмий

N+1
6 способов взбодриться, если после обеда вас клонит ко сну 6 способов взбодриться, если после обеда вас клонит ко сну

Что делать, если после еды хочется спать

Psychologies
Индивидуалистка из СССР: как Айн Рэнд боролась с коммунизмом и создавала бестселлеры Индивидуалистка из СССР: как Айн Рэнд боролась с коммунизмом и создавала бестселлеры

Как Айн Рэнд, дочь аптекаря из Петербурга, смогла покорить США

Forbes
Революция в хоккее: как изобрели ледозаливочную машину Революция в хоккее: как изобрели ледозаливочную машину

Ледозаливочные машины Замбони – обязательный атрибут хоккея

Популярная механика
Настоящая фея-крестная: главная спасительница по знаку зодиака - кто она? Настоящая фея-крестная: главная спасительница по знаку зодиака - кто она?

Кто из знаков зодиака готов всю себя положить, чтобы помочь другим

Cosmopolitan
Инновации для животных. Как выглядит современная ветеринария Инновации для животных. Как выглядит современная ветеринария

Как работают современные ветеринары?

СНОБ
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
Сколько свободного времени нам нужно для счастья Сколько свободного времени нам нужно для счастья

Какое оптимальное количество свободного времени в сутках?

Psychologies
Розовая вода (гидролат розы): чем полезна для кожи, глаз и горла Розовая вода (гидролат розы): чем полезна для кожи, глаз и горла

Преимущества розовой воды и инструкция для ее самостоятельного приготовления

РБК
Как строили Бурдж-Халифа и почему он до сих пор не упал: занимательное видео Как строили Бурдж-Халифа и почему он до сих пор не упал: занимательное видео

Как строили высочайшее здание в мире — Бурдж-Халифа

Популярная механика
Николай Хомерики Николай Хомерики

Самый лиричный режиссер нулевых – Николай Хомерики

Собака.ru
Встречайте гид по пассивно-агрессивной переписке Встречайте гид по пассивно-агрессивной переписке

Как вести себя максимально пассивно-агрессивно в переписке?

GQ
Как правильно пить на корпоративных мероприятиях Как правильно пить на корпоративных мероприятиях

Когда алкоголь льется рекой, но вам надо сохранять человеческое лицо

GQ
Ближний космос Ближний космос

Станет ли космический туризм привычным делом уже в ближайшие годы?

Robb Report
«Я сходила с ума». Мать заработала острый психоз из-за послеродовой депрессии «Я сходила с ума». Мать заработала острый психоз из-за послеродовой депрессии

Кэтрин Шоу из Шрусбери, Великобритания, родила Джуд в разгар пандемии

Cosmopolitan
Зачем работодателям нанимать зумеров и как заставить их работать Зачем работодателям нанимать зумеров и как заставить их работать

Как работать с зумерами?

СНОБ
MARKUL – о грехах, скандальных выходках и новом альбоме MARKUL – о грехах, скандальных выходках и новом альбоме

MARKUL об уходе с Booking Machine и своем теневом образе

GQ
Загадки психосоматики Загадки психосоматики

Частые или длительные стрессы ведут к развитию заболеваний – это известный факт

Лиза
Легендарный завод ГЗСА: советские «Почта» и «Хлеб» Легендарный завод ГЗСА: советские «Почта» и «Хлеб»

Одними из самых распространённых в СССР автомобилей были ГЗСА

Популярная механика
С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть - кино с точки зрения физики С какой силой Эм-Джей должна держаться за Человека-паука во время полета, чтобы не упасть - кино с точки зрения физики

Реально ли удержаться за Человека-паука в полете?

Популярная механика
Полторы минуты славы Полторы минуты славы

Продюсер звезд российского TikTok рассуждает о будущем молодых инфлюенсеров

Esquire
Чем была Mail.ru Group 10-20 лет назад и к чему пришла в 2021-м Чем была Mail.ru Group 10-20 лет назад и к чему пришла в 2021-м

Как менялась Mail.ru Group. От почты до экосистемы

VC.RU
«Просвещение продолжается: В защиту разума, науки, гуманизма и прогресса» «Просвещение продолжается: В защиту разума, науки, гуманизма и прогресса»

Отрывок из книги Стивена Пинкера о достижениях человечества в борьбе с болезнями

N+1
Абонент временно недоступен Абонент временно недоступен

Гаджеты тоже нужно «употреблять» дозированно

GQ
Как общаться с теми, с кем мы не согласны: 10 советов Как общаться с теми, с кем мы не согласны: 10 советов

Можно ли отстоять свои убеждения, не разрушив отношения с собеседником?

Psychologies
4 факта о тревожности, которые помогут вам с ней справиться 4 факта о тревожности, которые помогут вам с ней справиться

Что важно знать о тревожности, чтобы с ней справиться

Psychologies
Блогерский счет: как бум частных инвесторов изменил жизнь финансовых инфлюенсеров Блогерский счет: как бум частных инвесторов изменил жизнь финансовых инфлюенсеров

Что изменилось в работе блогеров вместе с бумом частных инвесторов?

Forbes
10 обычных вещей, которые почему-то неприличны в Японии 10 обычных вещей, которые почему-то неприличны в Японии

Как ты можешь, сам того не подозревая, обесчестить себя в Японии

Maxim
Открыть в приложении