Парадокс Клейна

Парадо́кс Кле́йна — физический парадокс, возникающий при рассмотрении задачи о туннелировании релятивистской частицы через высокий потенциальный барьер: при решении уравнения Дирака вероятность прохождения частицы через потенциальный барьер, высота которого больше, чем удвоенная энергия покоя частицы, и пространственная ширина которого меньше, чем комптоновская длина волны частицы[1], стремится к единице, независимо от высоты барьера[2]. Назван в честь Оскара Клейна.

Этот парадокс имеет общефизический характер и наблюдается в ядерной физике, физике твердого тела (электронно-дырочные возбуждения в графене), космологии[1].

Общепринятое объяснение парадокса лежит в плоскости квантовой теории поля. Так, уравнение Дирака описывает не движение отдельной частицы, а эволюцию во времени квантового поля, в котором будут присутствовать и античастицы. Поэтому при наличии сильных полей будет происходить рождение пар и вновь родившиеся частицы могут возникать и за барьером[1].

Изучен численно в 2004 году[3] физиками из университета Иллинойса, с использованием компьютерного моделирования показано, что электрон полностью отражается от барьера, а в барьере создаются электрон-позитронные пары.

Примечания
  1. Андреев А. В. Восемьдесят лет парадоксу Клейна // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2010. Т. 2. № 1-2. С. 3-43.
  2. Klein O. Die reflexion von elektronen an einem potentialsprung nach der relativistischen dynamik von Dirac // Z. Phys., 1929, 53, 157—165.
  3. Krekora P. et al. The Klein paradox in spatial and temporal resolution. Phys. Rev. Lett. 92, 040406 (2004)
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.