96Kết luận 100Kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo 103 Trang 9 Danh mục các ký hiệu và chữ viếttắtKT Hiệu ứng xuyên hầm Klein thuậnKlein Tunneling effectIKT Hiệu ứng xuyên hầm Klein
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM TRẦN CÔNG MINH NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG XUYÊN HẦM KLEIN BẰNG HỆ ỐNG DẪN SÓNG NHỊ NGUYÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ TP HỒ CHÍ MINH – 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM TRẦN CÔNG MINH NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG XUYÊN HẦM KLEIN BẰNG HỆ ỐNG DẪN SÓNG NHỊ NGUYÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết vật lý toán Mã số: 9.44.01.03 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Xuân Trường TS Đỗ Công Cương TP Hồ Chí Minh – 2024 Lời cam đoan Tơi xin cam đoan luận án Tiến sĩ “Nghiên cứu hiệu ứng xuyên hầm Klein hệ ống dẫn sóng nhị nguyên” cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn PGS.TS Trần Xuân Trường TS Đỗ Công Cương Các kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực công bố cơng trình nghiên cứu mà tơi tham gia liệt kê phần danh mục cơng trình công bố luận án Tôi xin cam đoan luận án tiến hành nghiên cứu cách nghiêm túc, số liệu hình ảnh sử dụng luận án có nguồn gốc rõ ràng, tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan Tác giả luận án NCS Trần Công Minh i Lời cảm ơn Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến Thầy Giảng viên hướng dẫn PGS.TS Trần Xuân Trường Thầy tận tình hướng dẫn suốt q trình tơi học tập tham gia cơng trình, báo khoa học, đồng thời, thầy có góp ý, chỉnh sửa luận án tơi Bên cạnh đó, Thầy tạo điều kiện tốt để tham gia nghiên cứu khoa học hoàn thành luận án Tiến sĩ Tôi xin cảm ơn Thầy TS Đỗ Công Cương có nhận xét, góp ý, chỉnh sửa q trình tơi học tập để tơi hồn thành luận án Tơi xin cảm ơn Thầy GS.TSKH Lê Văn Hồng, Cơ PGS.TS Phan Thị Ngọc Loan Cô TS Lê Thị Cẩm Tú quan tâm tận tình giúp đỡ tơi q trình thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban Lãnh đạo, cán thầy cô Trung tâm Đào tạo hạt nhân, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam tạo điều kiện, hỗ trợ thủ tục thời gian tham gia học tập nghiên cứu Tôi xin cảm ơn Viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ, Trường Đại học Văn Lang tạo điều kiện, hỗ trợ sở vật chất, trang thiết bị nơi làm việc q trình tơi thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn Quỹ Đổi Sáng tạo VinGroup (VINIF), thông qua đề tài “Nghiên cứu hiệu ứng lượng tử tương đối tính hệ ống ii dẫn sóng nhị nguyên”, với mã số VINIF.2021.DA00001, hỗ trợ thực nghiên cứu Tơi xin cảm ơn thầy Phịng thí nghiệm Vật lý tính tốn, Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh động viên, hỗ trợ giúp đỡ suốt q trình học tập hồn thành luận án Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình tơi gồm ba mẹ em trai Trần Công Phúc hỗ trợ, quan tâm giúp đỡ động viên giúp an tâm tập trung hồn thành khóa học TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 02 năm 2024 NCS Trần Công Minh iii Mục lục Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iv Danh mục ký hiệu chữ viết tắt vii Danh mục bảng viii Danh mục hình vẽ, đồ thị ix Mở đầu Chương 1: Tổng quan soliton mô hiệu ứng lượng tử hệ ống dẫn sóng 1.1 Hệ ống dẫn sóng đồng tuyến tính 1.2 Tổng quan loại soliton ứng dụng 16 1.3 Mô số hiệu ứng lượng tử hệ ống dẫn sóng đồng 22 1.4 1.3.1 Hiệu ứng dao động Bloch 22 1.3.2 Hiệu ứng xuyên hầm Zener 27 Mô hiệu ứng xuyên hầm Klein thuận hệ ống dẫn sóng nhị nguyên 1.4.1 32 Hạt chuyển động qua bậc theo quan niệm Cơ học lượng tử phi tương đối tính 33 1.4.2 Hiệu ứng xuyên hầm Klein thuận 38 iv 1.4.3 Mô hiệu ứng xuyên hầm Klein thuận hệ ống dẫn sóng nhị nguyên 44 Chương 2: Hiệu ứng xuyên hầm Klein nghịch qua bậc 2.1 51 Cơ sở lý thuyết mô hiệu ứng xuyên hầm Klein nghịch hệ ống dẫn sóng nhị nguyên 52 2.2 Mô hiệu ứng xuyên hầm Klein nghịch hệ ống dẫn sóng nhị nguyên 61 2.2.1 Điều kiện mô hiệu ứng xuyên hầm Klein nghịch 61 2.2.2 Ảnh hưởng độ cao bậc đến hiệu ứng xuyên hầm Klein nghịch 66 2.2.3 Ảnh hưởng số sóng đến hiệu ứng xuyên hầm Klein nghịch qua bậc 71 Chương 3: Hiệu ứng xuyên hầm Klein qua rào hình chữ nhật 3.1 76 Hạt chuyển động qua rào hình chữ nhật theo Cơ học lượng tử phi tương đối tính 77 3.2 Cơ sở lý thuyết hiệu ứng xuyên hầm Klein qua rào hình chữ nhật 81 3.3 Mô hiệu ứng xuyên hầm Klein qua rào hình chữ nhật 89 3.3.1 Ảnh hưởng độ cao rào hình chữ nhật đến hiệu ứng xuyên hầm Klein 90 3.3.2 Ảnh hưởng tính phi tuyến đến hiệu ứng xuyên hầm Klein qua rào hình chữ nhật 96 Kết luận 100 Kiến nghị nghiên cứu 103 Danh mục cơng trình cơng bố 105 v Tài liệu tham khảo 107 Phụ lục 120 Phụ lục A: Cơng thức giải tích tính hệ số truyền qua trường hợp xuyên hầm Klein nghịch 121 Phụ lục B: Giới hạn độ cao bậc số sóng tới hiệu ứng xuyên hầm Klein nghịch 126 vi Danh mục ký hiệu chữ viết tắt KT Hiệu ứng xuyên hầm Klein thuận Klein Tunneling effect IKT Hiệu ứng xuyên hầm Klein nghịch Inverse Klein Tunneling effect WA Hệ ống dẫn sóng Waveguide Array BWA Hệ ống dẫn sóng nhị nguyên Binary Waveguide Array BO Dao động Bloch Bloch Oscillation ZT Hiệu ứng xuyên hầm Zener Zener Tunneling effect DS Dirac soliton Dirac Soliton vii Danh mục bảng 2.1 Giá trị Ψ1 (n) Ψ2 (n) thu thay đổi giá trị n khoảng [-3,3] 64 viii