Резонансное туннелированиесверхкоротких электромагнитныхимпульсов в градиентных мета-материалах: парадоксы и перспективы

摘要

Введение. Туннелирование монохроматической волны через градиентный фотонный барьер(точно решаемая модель)Настоящее сообщение посвящено новым эффектам туннелирования волновых импульсов через неоднородные среды. Говоря о туннелировании, часто подразумевают квантовые эффекты проникновения частиц через потенциальные барьеры, высота которых превосходит энергию самих частиц. Именно такую задачу впервые решал Г.А. Гамов [1] в 1928 г., когда Э. Резерфорд предложил ему объяснить парадокс альфа-распада атомных ядер, при котором энергия альфа-частицы, покидающей ядро. оказывалась меньше высоты потенциального барьера, окружающего ядро. Используя формальную аналогию между классическим волновым уравнением и уравнением Шрёдингера, Гамов показал, что известному в оптике эффекту нарушенного полного внутреннего отражения соответствует частичное проникновение через барьер волн де Бройля, описывающих альфа-частицу. Такой механизм проникновения, невозможный в классической механике, получил специальное название "туннелирование". Связав эту аналогию с неопределённостью в соотношении импульса и координаты кваптовой частицы, Гамов вычислил экспоненциально малую, но конечную вероятность туннелирования частиц через барьер. Это, по-видимому первое, применение квантовой механики в ядерной физике стало на многие годы эталоном для описания туннелирования квантовых объектов в электронике и физике твёрдого тела.