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相对论性隧穿时间的研究

相对论性隧穿时间的研究

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作者：赵静贵州大学

学位级别：硕士

量子隧穿时间是一个古老而基础的问题，自从1931年被提出以来学术界就没有停止过对这一问题的争论。这一问题之所以引起关注，不仅是因为其理论价值，比如超光速隧穿现象的解释，更因为其与高新科技的紧密联系，特别是近几十年，随着基... 详细信息

量子隧穿时间是一个古老而基础的问题，自从1931年被提出以来学术界就没有停止过对这一问题的争论。这一问题之所以引起关注，不仅是因为其理论价值，比如超光速隧穿现象的解释，更因为其与高新科技的紧密联系，特别是近几十年，随着基于隧穿过程的高速电子设备广泛使用，以及隧穿效应在核子聚变裂变中重要性认识，这一问题引起了越来越多关注。本文首先在前言中简要的介绍了隧穿时间的研究历史，以及隧穿时间中争论最多的问题(如各种隧穿时间定义的应用范围，各种时间定义间联系，以及超光速隧穿的物理意义等问题)。在本文的第二章，我们具体翔实的介绍了当前存在的几种常用的关于隧穿时间的定义，即：相时(the phase-time);the Buttiker and Landauer times;拉莫时间(the Larmor times);复时间(the complex[path-integral and Bohm]times);驻留时间(the dwell time)，给出了它们适用范围，和各个方法之间联系区别，简要的介绍了各种方法给出的Hartman effect。在本文的第三部分，我们首先介绍了一些前人的工作，指出了当前隧穿时间研究中相对论背景文献不多，同时这些文献中多半采用传统的静态计算方式，应用这一方式在有的情况下并不能得到完全精确的计算结果(如相对论the Larmor times计算)。为了避免这一缺陷，并且在同一相对论背景下讨论各个时间关系，通过一定的计算(静态的，含时的)，我们给出了相对论背景下the Larmor times和the dwell time的一般表达式，对比了它们之间的联系，同时在非相对论极限下退化到了之前文献。最后我们简要的计算了最简单也最具代表性的方势垒隧穿时间，讨论了它们的超光速隧穿现象(Hartman effect)。在本文的结束部分我们展望了未来的工作。

关键词： tunneling time the phase-time the Buttiker and Landauer times the Larmor times the complex (path-integral and Bohm) times the dwell time static-state time-dependent relativistic wave equation

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