Resonant tunneling:En mulig måde at sondere minimumslængden ved hjælp af atomare systemer

Et forskerhold ledet af Prof. Dr. Yang Yong fra Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi har afsløret et bemærkelsesværdigt kvantetunnelfænomen på tværs af dobbelte potentielle barrierer. De fandt ud af, at kvantetunnelering er dominerende ved lave temperaturer og fortsætter med at spille en ikke-triviel rolle ved temperaturer op til omkring 600 K.

"Dette er et vigtigt fremskridt i dynamikken af ​​kvantepartikler på tværs af dobbelte barrierer, som åbner en mulig vej for ultrahøj præcisionsmålinger baseret på atomsystemer," sagde prof. Yang.

Resultaterne blev offentliggjort i Physical Review Research .

Er virkeligt rum uendeligt delbart? I en makroskopisk verden er svaret bestemt "ja", da hverdagsoplevelser, såsom at observere vandstrømme eller fritfaldende genstande, altid giver indtryk af kontinuerlige baner. Situationen ændrer sig dramatisk i en kvanteverden. I teorier, der forsøger at forene kvantemekanikken med tyngdekraften, forudsiges en minimumslængde, og den anses generelt for at være Planck-længden (lP), som er omkring 10 ^-35 m.

I dette arbejde studerer forskerne kvantetunneleringen gennem dobbeltbarrierer og opnår en sætning, der viser, at hvis afstanden mellem to barrierer kan variere kontinuerligt, dvs. hvis det virkelige rum er et kontinuum, kan den indfaldende partikel fuldstændigt trænge igennem vilkårligt store dobbeltbarrierer ved blot at justering af barriere-barriereadskillelsen. Dette fænomen kaldes resonant tunneling (RT). Hvis der findes en minimumslængde, der ikke er nul, stopper resonanstunnelering, når barrierehøjden overstiger en vis værdi. Teoretisk analyse viser, at RT-sandsynligheden for kvantepartikler afhænger kritisk af adskillelsen mellem to barrierer.

Dette arbejde afslører den dybe forbindelse mellem kvantetunneling og kvanteteorierne om tyngdekraft og åbner en mulig vej for ultrahøj præcisionsmåling og dermed teste eksistensen af ​​en minimumslængde.

Flere oplysninger: Yong Yang, Penetration of arbitrary double potential barriers with probability unit:Implikationer for at teste eksistensen af ​​en minimumslængde, Physical Review Research (2024). DOI:10.1103/PhysRevResearch.6.013087

Journaloplysninger: Physical Review Research

Leveret af Chinese Academy of Sciences