Скорость переноса энергии плоской монохроматической электромагнитной волной через слой вещества

ТОМ 24, №1 (2020)

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрены стационарные задачи для прохождения (туннелирования) плоской электромагнитной волны через слой вещества с диэлектрическими свойствами, а также и квантовой частицы через прямоугольныйпотенциальный барьер. Показано, что сверхсветовых движений не возникает, а время прохождения всегда больше времени при прохожденииструктуры со скоростью света.

Об авторах

Михаил Владимирович Давидович

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского

Email: DavidovichMV@info.sgu.ru
доктор физико-математических наук, профессор

Список литературы

  1. Smith F. T., "Lifetime matrix in collision theory", Phys. Rev., 118:6 (1960), 349-356
  2. Hartman T. E., "Tunneling of a wave packet", J. Appl. Phys., 33:12 (1962), 3427-3433
  3. Fletcher J. R., "Time delay in tunnelling through a potential barrier", J. Phys. C: Solid State Phys., 18:2 (1985), L55-L59
  4. Büttiker M., Landauer R., "Traversal time for tunneling", Phys. Rev. Lett., 49:23 (1982), 1739-1742
  5. Büttiker M., "Larmor precession and the traversal time for tunneling", Phys. Rev. B, 27:10 (1983), 6178-6188
  6. Büttiker M., Landauer R. J., "Comment on ‘The quantum mechanical tunnelling time problem-revisited’", J. Phys. C: Solid State Phys., 21:36 (1988), 6207-6213
  7. Steinberg A. M., Kwiat P. G., Chiao R. Y., "Measurement of the single-photon tunneling time", Phys. Rev. Lett., 71:5 (1993), 708-711
  8. Chiao R. Y., "Superluminal (but causal) propagation of wavepackets in transparent media with inverted atomic populations", Phys. Rev. A, 48:1 (1993), R34-R377
  9. Hass K., Busch P., "Causality of superluminal barrier traversal", Phys. Lett. A, 185:1 (1994), 9-13
  10. Steinberg A. M., "Conditional probabilities in quantum theory, and the tunneling time controversy", Phys. Rev. A, 52:1 (1995), 32-42
  11. Chiao R. Y., "Tachyonlike excitations in inverted two-level media", Phys. Rev. Lett., 77:7 (1996), 1254-1957
  12. Olkhovsky V. S., Recami E., Raciti F., Zaichenko A. K., "More about tunnelling times, the dwell time and the "Hartman effect"", J. Phys. I France, 5:10 (1995), 1351-1365
  13. Jakiel J., Olkhovsky V. S., Recami E., "On superluminal motions in photon and particle tunnellings", Phys. Lett. A, 248:2-4 (1998), 156-162
  14. Sassoli de Bianchi M., "A simple semiclassical derivation of Hartman's effect", Eur. J. Phys., 21 (2000), L21-L23
  15. Longhi S., Marano M., Laporta P., Belmonte M., "Superluminal optical pulse propagation at 1.5 μm in periodic fiber Bragg gratings", Phys. Rev. E, 64:5 (2001), 055602
  16. Olkhovsky V. S., Recami E., Salesi G., "Superluminal tunnelling through two successive barriers", EPL - Europhys. Lett., 57:6 (2002), 879-884
  17. Winful H., "Delay time and the Hartman effect in quantum tunneling", Phys. Rev. Lett., 91:26 (2003), 260401
  18. Olkhovsky V. S., Recami E., Jakiel J., "Unified time analysis of photon and particle tunnelling", Phys. Rep., 398:3 (2004), 133-178
  19. Martinez J. C., Polatdemir E., "Origin of the Hartman effect", Phys. Lett. A, 351:1-2 (2006), 31-36
  20. Enders A., Nimtz G., "Evanescent-mode propagation and quantum tunneling", Phys. Rev. E, 48:1 (1993), 632-634
  21. Nimtz G., "On superluminal tunneling", Progress in Quantum Electronics, 27:6 (2003), 417-450
  22. Nimtz G., "Superluminal signal velocity and causality", Found. Phys., 34:12 (2004), 1889-1903
  23. Nimtz G., "Tunneling confronts special relativity", Found. Phys., 41:7 (2011), 1193-1199
  24. Hauge E. H., Stшvneng J. A., "Tunneling times: a critical review", Rev. Mod. Phys., 61:4 (1989), 917-936
  25. Winful H. G., "Tunneling time, the Hartman effect, and superluminality: A proposed resolution of an old paradox", Phys. Rep., 436:1-2 (2006), 1-69
  26. Yamada N., "Unified derivation of tunneling times from decoherence functionals", Phys. Rev. Lett., 93:17 (2004), 170401
  27. Халфин Л. А., "Квантовая теория рассеяния волновых пакетов, принцип причинности и сверхсветовое туннелирование", УФН, 166:6 (1996), 688-690
  28. Шварцбург А. Б., "Туннелирование электромагнитных волн - парадоксы и перспективы", УФН, 177:1 (2007), 43-58
  29. Шварцбург А. Б., Ерохин Н. С., "Резонансное туннелирование сверхкоротких электромагнитных импульсов в градиентных метаматериалах: парадоксы и перспективы", УФН, 181:11 (2011), 1212-1217
  30. Chiao R. Y., Kwiat P. G., Steinberg A. M., "Quantum nonlocality in two-photon experiments at Berkeley", Quantum Semiclass. Opt., 7:3
  31. Eckle P., Pfeiffer A. N., Cirelli C., et al., "Attosecond ionization and tunneling delay time measurements in Helium", Science, 322:5907 (2009), 1525-1529
  32. Pfeiffer A. N., Cirelli C., Smolarski M., et al., "Attoclock reveals natural coordinates of the laser-induced tunnelling current flow in atoms", Nat. Phys., 8 (2012), 76-80
  33. Camus N., Yakaboylu E., Fechner L., et al., "Experimental evidence for quantum tunneling time", Phys. Rev. Lett., 119:2 (2017), 023201
  34. Landsman A. S., Weger M., Maurer J., et al., "Ultrafast resolution of tunneling delay time", Optica, 1:5 (2014), 343-349
  35. Sainadh U. S., Xu H., Wang X., et al., "Attosecond angular streaking and tunnelling time in atomic hydrogen", Nature, 568 (2019), 75-77
  36. Mitchell M. W., Chiao R. Y., "Causality and negative group delays in a simple bandpass amplifier", Amer. J. Phys., 66:1 (1998), 14-19
  37. Borjemscaia N., Polyakov S. V., Lett P. D., Migdall A., "Single-photon propagation through dielectric bandgaps", Optics Express, 18:3 (2010), 2279-2286
  38. Muga J. G., Palao J. P., "Negative time delays in one dimensional absorptive collisions", Annalen der Physik, 7:7-8 (1998), 671-678
  39. Muga J. G., Egusquiza I. L., Damborenea J. A., Delgado F., "Bounds and enhancements for negative scattering time delays", Phys. Rev. A, 66:4 (2002), 042115
  40. Dogariu A., Kuzmich A., Wang L. H., "Transparent anomalous dispersion and superluminal light-pulse propagation at a negative group velocity", Phys. Rev. A, 63:5 (2001), 053806
  41. Wang L. J., Dogariu A., Kuzmich A., "Superluminal light pulse propagation at a negative group velocity", Coherence and Quantum Optics VIII, eds. N. P. Bigelow, J. H. Eberly, C. R. Stroud, I. A. Walmsley, Springer, Boston, MA, 2003, 619-620
  42. Давидович М. В., "Прохождение сигналов через фильтр с поглощением и отрицательное время задержки", ЖТФ, 82:3 (2012), 15-22
  43. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Электродинамика сплошных сред, Наука, М., 1982
  44. Давидович М. В., "О плотности электромагнитной энергии и ее скорости в среде с аномальной положительной дисперсией", Письма в ЖТФ, 32:22 (2006), 53-63
  45. Ахиезер А. И., Ахиезер И. А., Электромагнетизм и электромагнитные волны, Высш. шк., М., 1985, 504 с.
  46. Давидович М. В., "Законы сохранения и плотности энергии и импульса электромагнитного поля в диспергирующей среде", Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Физика, 12:1 (2012), 46-54
  47. Давидович М. В., "О плотности электромагнитной энергии и ее скорости в среде с дисперсией, обусловленной проводимостью", ЖТФ, 80:5 (2010), 40-44
  48. Рытов С. М., "Некоторые теоремы о групповой скорости электромагнитных волн", ЖЭТФ, 176:10 (1947), 930-936
  49. Давидович М. В., "Плазмоны в многослойных плоскослоистых структурах", Квантовая электроника, 47:6 (2017), 567-579
  50. Прудников А. П., Брычков Ю. А., Маричев О. И., Интегралы и ряды. Элементарные функции, Наука, М., 1981, 800 с.
  51. Градштейн И. С., Рыжик И. М., Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений, ГИФМЛ, М., 1962, 1100 с.
  52. Давидович М. В., "Матрицы рассеяния и передачи неоднородного слоя", Радиотехника и электроника, 55:1 (2010), 105-112
  53. Давидович М. В., "О малоотражающих магнитодиэлектрических покрытиях с экспоненциально зависящими проницаемостями", Радиотехника и электроника, 55:4 (2010), 492-496
  54. Давидович М. В., Стефюк Ю. В., "Нелинейное прохождение электромагнитной волны через слой с квадратичной и дробно-полиномиальной зависимостями диэлектрической проницаемости", Известия вузов. ПНД, 18:3 (2010), 160-177
  55. Вайнштейн Л. А., "Распространение импульсов", УФН, 118:2 (1976), 339-366
  56. Давидович М. В., "О парадоксе Хартмана, туннелировании электромагнитных волн и сверхсветовых скоростях (отклик на статью Шварцбурга А. Б. "Туннелирование электромагнитных волн - парадоксы и перспективы")", УФН, 179:4 (2009), 443-446
  57. Базь А. И., Зельдович Я. Б., Переломов А. М., Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике, Наука, М., 1971, 530 с.
  58. Грибов В. Н., Квантовая электродинамика, Регулярная и хаотическая динамика, Москва, Ижевск, 2001, 288 с.
  59. Гришаков К. С., Елесин В. Ф., "Времена перехода резонансно-туннельного диода между экстремальными точками гистерезисной вольт-амперной характеристики", Физика и техника полупроводников, 50:8 (2016), 1113-1117

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Самарский государственный технический университет, 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».