量子隧穿过程中的瞬时速度
量子隧穿作为量子力学的标志性现象,可使粒子穿越经典禁区。这一现象支撑着从核聚变、光合作用到超导量子比特运行等诸多基础过程。然而隧穿过程中粒子运动的深层动力学机制仍存在精微之处,至今仍是学界争论焦点。通过分析隧穿过程的时间演化,该研究团队发现势垒内粒子速度会从较大初始值持续衰减至较小值,在倏逝态区域甚至可能趋近于零。与此同时,势垒内的概率密度在达到稳态分布前会逐步累积,这与现有理论预设存在显著差异。此外,基于稳态方程推导,研究人员明确了粒子速度与势垒宽度间的显式关系,并证明当势垒足够宽时,倏逝态中的粒子速度将趋于零。这些发现解决了稳态速度消失与有限粒子密度并存这一表观悖论。该工作指出,若从概率密度而非概率流定义等效速度,可能导致虚假的“稳态速度”非零结论——正如《自然》期刊2025年第643卷67页研究中出现的情况。此项研究为隧穿流的动力学形成机制建立了清晰图景,为测试时间分辨隧穿现象提供了理论基础。
量科快讯
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