En forskargrupp ledd av Prof. Dr. Yang Yong från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin har avslöjat ett anmärkningsvärt kvanttunnelfenomen över dubbla potentiella barriärer. De fann att kvanttunnelering är dominant vid låga temperaturer och fortsätter att spela en icke-trivial roll vid temperaturer upp till cirka 600 K.
"Detta är ett viktigt framsteg i dynamiken hos kvantpartiklar över dubbla barriärer, vilket öppnar en möjlig väg för mätningar med ultrahög precision baserade på atomsystem", säger professor Yang.
Resultaten publicerades i Physical Review Research .
Är det verkliga rummet oändligt delbart? I en makroskopisk värld är svaret definitivt "ja", eftersom vardagsupplevelser, som att observera vattenflöden eller fritt fallande föremål, alltid ger intrycket av kontinuerliga banor. Situationen förändras dramatiskt i en kvantvärld. I teorier som försöker förena kvantmekanik med gravitation, förutsägs en minimilängd, och den anses generellt vara Plancklängden (lP), som är cirka 10 -35 m.
I detta arbete studerar forskarna kvanttunnlingen genom dubbla barriärer och får en sats som visar att om avståndet mellan två barriärer kan variera kontinuerligt, d.v.s. om det verkliga rummet är ett kontinuum, kan den infallande partikeln helt penetrera godtyckligt stora dubbla barriärer genom att helt enkelt justering av barriär-barriärseparationen. Detta fenomen kallas resonant tunneling (RT). Om det finns en minsta längd som inte är noll, stoppas resonanstunneleringen när barriärhöjden överstiger ett visst värde. Teoretisk analys visar att RT-sannolikheten för kvantpartiklar är kritiskt beroende av separationen mellan två barriärer.
Detta arbete avslöjar den djupa kopplingen mellan kvanttunneling och kvantteorierna om gravitation, och öppnar en möjlig väg för mätning med ultrahög precision och därmed testa förekomsten av en minimilängd.
Mer information: Yong Yang, Penetrering av godtyckliga dubbla potentialbarriärer med sannolikhetsenhet:Implikationer för att testa existensen av en minimilängd, Physical Review Research (2024). DOI:10.1103/PhysRevResearch.6.013087
Journalinformation: Fysisk granskning
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
