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

Гремучие змеи попили воды с тел сородичей Гремучие змеи попили воды с тел сородичей

Герпетологи изучили, как зеленые гремучники собирают дождевую воду

N+1
Палеогенетики обнаружили на Алтае три кости древнейших денисовцев Палеогенетики обнаружили на Алтае три кости древнейших денисовцев

На Алтае обнаружены кости древнейших предков людей

N+1
Язык и окружающая среда: почему у одних народов больше слов для обозначения любви, а у других – для снега Язык и окружающая среда: почему у одних народов больше слов для обозначения любви, а у других – для снега

Как окружающая среда влияет на словарный запас?

ТехИнсайдер
Кислый вулканизм охладил планету перед пермским вымиранием Кислый вулканизм охладил планету перед пермским вымиранием

Выбросы диоксида серы вызвали вулканическую зиму

N+1
Как говорить, чтобы дети слушали Как говорить, чтобы дети слушали

Как научиться вести диалог с ребенком

kiozk originals
Новые сани для Санты Новые сани для Санты

Если бы у Санта-Клауса был Porsche Taycan Cross Turismo – он успел бы ко всем

GQ
6 книг про искусственный интеллект — о том, что готовит нам будущее 6 книг про искусственный интеллект — о том, что готовит нам будущее

Книги, которые расскажут об умных роботах и tech-перспективах на ближайшие годы

Популярная механика
Шелушение кожи: когда надо бить тревогу Шелушение кожи: когда надо бить тревогу

Почему кожа может шелушиться и когда надо идти к врачу?

РБК
Перейти на зеленый. Стать вегетарианцем и не навредить своему здоровью Перейти на зеленый. Стать вегетарианцем и не навредить своему здоровью

Как правильно перейти на вегетарианство?

Лиза
Лодырь, серый кардинал, манипулятор: как Оксимирон стал главным антагонистом русского рэпа и почему им остается Лодырь, серый кардинал, манипулятор: как Оксимирон стал главным антагонистом русского рэпа и почему им остается

О роли Оксимирона и значении его фигуры и творчества

Esquire
Нет неправильных эмоций: как поддержать человека, у которого рак Нет неправильных эмоций: как поддержать человека, у которого рак

С какими эмоциями сталкивается онкобольной и как его поддержать?

Cosmopolitan
Муаровый магнитный порядок нашли в скрученном трииодиде хрома Муаровый магнитный порядок нашли в скрученном трииодиде хрома

Физики увидели в трииодиде хрома ферромагнитные и антиферромагнитные участки

N+1
Какие утверждения об Абрамовиче и Путине суд в Лондоне счел необоснованными Какие утверждения об Абрамовиче и Путине суд в Лондоне счел необоснованными

Девять утверждений в книге «Люди Путина» порочат репутацию Романа Абрамовича

Forbes
Как согреться: 10 способов перестать мерзнуть Как согреться: 10 способов перестать мерзнуть

Как согреться с помощью дыхания, массажа, еды и много чего еще

Cosmopolitan
Встречайте гид по пассивно-агрессивной переписке Встречайте гид по пассивно-агрессивной переписке

Как вести себя максимально пассивно-агрессивно в переписке?

GQ
Школа мраморирования, или Танцующий завиток Школа мраморирования, или Танцующий завиток

В оформлении книг издавна использовали пёструю бумагу ручной выделки

Наука и жизнь
Воскрешение в пробирке: вымершие животные, которых люди пытаются возродить Воскрешение в пробирке: вымершие животные, которых люди пытаются возродить

О нескольких проектах по восстановлению вымерших видов

Популярная механика
Углекислый газ выступил катализатором получения амидов Углекислый газ выступил катализатором получения амидов

Ученые предложили экологичный и дешевый метод переамидирования

N+1
Детей в Древнем Перу отлучили от груди на третьем году жизни Детей в Древнем Перу отлучили от груди на третьем году жизни

Биоархеологи исследовали останки 48 детей, похороненных около 2500 лет назад

N+1
С чистого листа С чистого листа

Филипп Киркоров — о своей семье, стиле и провокационных шоу

OK!
Охота на скидки! 10 правил, как выгодно провести «черную пятницу» Охота на скидки! 10 правил, как выгодно провести «черную пятницу»

Чтобы не накупить на распродаже всякую фигню, к вопросу нужно подойти с умом

Cosmopolitan
В каких странах, кроме России и КНДР, еще есть мавзолеи В каких странах, кроме России и КНДР, еще есть мавзолеи

Традиция строить мавзолеи прижилась именно в социалистических странах

Maxim
Как голуби находят дорогу домой Как голуби находят дорогу домой

Как голуби ориентируются в сложных и меняющихся ландшафтах?

Популярная механика
Его запах бесит: 5 признаков, что вашим отношениям пришел конец Его запах бесит: 5 признаков, что вашим отношениям пришел конец

Вот подсказки, которые помогут тебе понять: пора расстаться

Cosmopolitan
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
Рацион для похудения мужчины: как убрать «прежних ошибок груз» Рацион для похудения мужчины: как убрать «прежних ошибок груз»

Диета для мужчин: как убрать живот и бока

Cosmopolitan
Кэрри-Энн Мосс. В тени Тринити Кэрри-Энн Мосс. В тени Тринити

Она не раз говорила, что с «Матрицей» покончено, и вот — на тебе!

Караван историй
Как устроен вертолет Ми-28НЭ — летучий антитанк Как устроен вертолет Ми-28НЭ — летучий антитанк

Ми-28НЭ — гроза любой ползучей техники

Maxim
Шахматы на воде: почему яхтинг — увлечение для успешных карьеристов Шахматы на воде: почему яхтинг — увлечение для успешных карьеристов

Как яхтинг помогает бизнесменам расслабляться

Forbes
Как родительские запреты могут портить нам жизнь Как родительские запреты могут портить нам жизнь

Бывает, человек вырос в хорошей семье, но его взрослая жизнь летит под откос

Psychologies
Открыть в приложении