trasmissione di Klein in funzione di V0

Ora variamo una sola cosa. QPE mantiene fissi |p|, energia incidente e angolo; la larghezza resta costante durante la scansione, e costruisce la curva stazionaria T(V0). In questo modo i tre regimi dello Step 49 diventano una caratteristica quantitativa unica.

QPE preset #51

Questa pagina descrive il fenomeno usando come fonte primaria il preset e i moduli numerici attualmente implementati in QPE.

Idea fisica

La curva T(V₀) è progettata per rendere visibile la non monotonicità relativistica: aumentando la barriera si entra prima in una regione evanescente, poi in un regime supercritico dove la trasmissione torna a crescere. La barriera guidata è volutamente larga per rendere leggibile la finestra di gap.

Relazione chiave. A E e angolo fissi, variando V0 si attraversano propagazione della branca positiva, gap evanescente e regime Klein supercritico. A incidenza normale le soglie rilevanti sono circa E±mc².

Protocollo guidato dal preset

Ora variamo una sola cosa. QPE mantiene fissi |p|, energia incidente e angolo; la larghezza resta costante durante la scansione, e costruisce la curva stazionaria T(V0). In questo modo i tre regimi dello Step 49 diventano una caratteristica quantitativa unica.

Leggi le due soglie. A incidenza normale i confini sono V0=E-mc^2 e V0=E+mc^2. Con i default sono circa 1.45 e 1.55: la finestra evanescente è stretta, quindi il grafico la marca esplicitamente.

Da sinistra a destra. Per V0 basso la barriera sostiene ancora una soluzione propagante della branca positiva. Tra le due soglie il momento longitudinale interno diventa immaginario: è la regione evanescente. Superata la seconda soglia compare di nuovo una soluzione propagante, ma nella branca negativa del modello Dirac: è il regime supercritico di Klein.

Il punto sorprendente. Aumentare ancora la barriera non significa necessariamente sopprimere sempre di più la trasmissione. Questa è precisamente la rottura dell'intuizione non relativistica che vogliamo rendere visibile.

Premi Play. Il punto rosso è max P_right del pacchetto 2D alla V0 corrente; il punto giallo è il riferimento stazionario alla stessa altezza. Cambia Barrier height in Dynamics -> Dirac, premi Apply / Reset e confronta i due.

Limite. La curva ciano è un riferimento a onde piane stazionarie per una barriera quadrata ideale del modello Dirac 2D a due componenti. Il pacchetto numerico ha banda finita, estensione finita e bordi assorbenti. Non è QED e non include creazione reale di coppie.

Cosa osservare e come studiarlo

  1. Avvia il preset senza modifiche e identifica prima l’osservabile che cambia.
  2. Modifica un solo parametro alla volta, quindi Reset e ripeti.
  3. Confronta sempre il rendering con i numeri del pannello Analysis: l’immagine è una vista, non una misura completa.

Storia e stato sperimentale

Questo è il modo quantitativo più diretto di collegare il paradosso originale di Klein alle moderne interpretazioni in sistemi Dirac efficaci.

Scala fisica rappresentativa

Piattaforma rappresentativaquasiparticella Dirac efficace con gap / simulatore graphene-like
Base della mappaturamappatura tramite velocità Dirac efficace (v_D~10^6 m/s)
1 unità di lunghezza QPE10 nm
1 unità di tempo QPE10 fs
Scala energetica E0=ħ/T065.8 meV
Frequenza equivalente E0/h15.9 THz
NotaUsa una velocità Dirac efficace vicina a 10^6 m/s: una unità di lunghezza di 10 nm corrisponde quindi a circa 10 fs. La massa QPE non nulla è un parametro efficace di gap, non la massa a riposo dell’elettrone nel vuoto; non è una simulazione di grafene specifica di un materiale.
La scala è un ponte d’ordine di grandezza dalle unità adimensionali di QPE a una piattaforma plausibile; non trasforma il preset in una simulazione quantitativa di quello specifico apparato.

Riferimenti essenziali

Continua lo studio

Apri Modello & Limiti per sapere esattamente cosa QPE calcola e cosa lascia fuori. Per i valori correnti usa Help → Current Experiment → Current Parameters.