Fysiker föreslår ny typ av kvanttunnel

Tunneldrivning är den konstiga och underbara processen genom vilken en kvantpartikel passerar genom en potentiell barriär som en klassisk partikel inte kan passera. Det kommer till på grund av Heisenbergs osäkerhetsprincip som ger en ändlig sannolikhet för en kvantpartikel att passera en barriär med specifik höjd och tjocklek.

Under de senaste åren har fysiker undersökt möjligheten till en andra typ av tunnling som sker på ett helt annat sätt. Detta bygger på tanken att en kvantpartikel kan förändras till en annan kvantpartikel och tillbaka igen med en viss sannolikhet. Tunnelbildningen uppstår när partikeln ändras från en som interagerar starkt med en barriär och därför inte kan passera genom den, till en partikel som inte interagerar med barriären och som därför lätt passerar igenom.

Till exempel bör kvantpartiklar som kortvarigt förändras till partiklar av mörk materia passera genom barriärer som annars borde vara oframkomliga. Den här typen av att lysa-ett-ljus-genom-väggen-experiment är en seriös utmanare i sökandet efter mörk materia.

Nu föreslår Holger Gies från Friedrich-Schiller-Universitatet i Jena, Tyskland, och Joerg Jaeckel från Durham University i Storbritannien en tredje sorts tunneldrivning. I detta fall förändras en kvantpartikel till ett par virtuella partiklar som passerar genom barriären och sedan ändras tillbaka igen.

De ger exemplet med fotoner som förändras till miniladdade partiklar, partiklar med små fraktionerade elektroniska laddningar som förutsägs av vissa former av strängteori. Dessa ska passera genom speglar som annars skulle reflektera fotoner, vilket får det att verka som om fotonerna hade tunnlat genom barriären (vilket de faktiskt hade).

Det är ett intressant och potentiellt viktigt sätt att testa strängteorins förutsägelser. Och det finns inte för många av dem runt omkring.

Ref: arxiv.org/abs/0904.0609 : Tunneldrivning av 3:e sorten

Dölj