Partículas acopladas cruzan el muro de energía

Por primera vez, un nuevo tipo del llamado efecto túnel de Klein, que representa el equivalente cuántico de cruzar un muro de energía, ha sido mostrado en un modelo de los partículas interaccionando.

El efecto túnel de Kelin es un fenómeno cuántico que hace referencia al hecho de que una barrera de alto potencial puede ser transparente para una partícula moviéndose a una velocidad cercana a la de la luz, denominada como relativista. La mayoría de los modelos previos de efecto túnel de Klein describen el fenómeno para una sola partícula. Sin embargo, cuando están implicadas dos partículas, el efecto túnel puede ser modificado como resultado de su interacción mutua. Esto significa, por ejemplo, que dos electrones saltando en una red o dos átomos ultrafríos atrapados en una red óptica pueden intercambiar energía cuando ocupan el mismo lugar en la red.

Los investigadores se basaron en un estudio numérico y analítico del modelo de referencia de interacción de partículas, llamado modelo de Hubbar. Normalmente se usa para describir pares de partículas en materia condensada tales como en semiconductores y en las denominada física de la materia de ondas, usada por ejemplo para describir partículas microscópicas oscilando entre el material y sus características ondulatorias. Los investigadores predijeron un nuevo efecto túnel de Klein para una pareja de partículas confrontadas por una barrera de energía. Incluso aunque la barrera es impenetrable para partículas individuales, se vuelve transparente cuando las dos partículas cruzan la barrera de energía juntas.

El equipo de investigación espera que estas predicciones sean confirmadas experimentalmente en átomos ultrafríos atrapados en redes ópticas. Si es este el caso, simulaciones cuánticas similares pueden ser una herramienta para emular sistemas de partículas múltiples que no pueden ser modelados usando las simulaciones clásicas.

Via Springer