量子隧穿时间与脉冲传播的负时延

• 作者: 姜荣 黄志洵
• 来源期刊: 前沿科学
• 学科: 物理学
• 关键词: 量子隧穿时间 负群速 负群时延 超前波 NGV特征 左手传输线 超光速
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 页码范围: 63-79
• 页数: 17页
• 分类号: O413
• 字数: 14845字
• 语种: 中文

摘要

为了计算粒子隧穿通常认为是禁区的势垒的时间,应考虑波包的传输.这被许多科学家(如MacColl、Wigner、Hartman、Büttikar等)讨论过.按照Hartman的解析表达式,隧穿时间是非零的正值;而对于较厚的势垒,传输时间与垒厚无关.这为粒子的超光速运动提供了理论上的可能性.1960年L.Brillouin讨论了色散媒质中的光传播,结果认为信号速度vs与群速vg并无不同,除非在反常色散区.vg可以比真空中光速大(vg＞c),甚至变为负值(vg ＜0).这样就使人们对波传播中的负时延产生了兴趣.但Brillouin说“负群速(NGV)没有物理意义”,现在我们知道这样讲是错误的.本文着重研究了负群速特征(NGVF);首先指出存在两种情况:空间中的反向运动和对时间的反向运动.指出在波动力学中波速度(例如vp、vg)是标量,故NGV的含义并非仅为“运动方向反了过来”.其次指出NGV波是超前波,它不仅比真空中光速c快,而且快到在完全进入媒质前就离开了媒质.电磁脉冲可以作时间超前运动是一种负性运动.这种现象对物理学家而言很重要,因为他们想知道究竟发生了什么.最后给出了我们使用互补类Ω结构(COLS)构成的左手传输线的微波脉冲传输特性的实验研究.在(5.6～6.1)GHz形成阻带,其中状态为反常色散.获得了NGV特征,即脉冲超前传播——输入脉冲峰进入样品前输出脉冲峰即在出口浮现.获得了负群速,vg =(-0.13 c)～(-1.85 c).

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄志洵	中国传媒大学信息工程学院	97	403	10.0	11.0
2	姜荣	中国传媒大学信息工程学院	5	17	3.0	4.0