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Zitterbewegung (trembling motion)是相對(duì)論量子力學(xué)中滿足狄拉克方程的自由電子在沒(méi)有外場(chǎng)情況下隨時(shí)間演化的一種振蕩現(xiàn)象，最早由著名物理學(xué)家薛定諤1930年從理論上預(yù)言。人們猜想類似的現(xiàn)象在一些固體系統(tǒng)中對(duì)于非相對(duì)論電子也應(yīng)該存在。但由于電子-電子相互作用的影響，在固體中觀察到這一現(xiàn)象也是非常不容易的事情。到目前為止，這一現(xiàn)象在固體系統(tǒng)中也一直沒(méi)有被觀察到。
最近，北京師范大學(xué)物理系張向東教授在此方面取得了重要進(jìn)展。通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)值模擬，研究證明了光在一些周期介電結(jié)構(gòu)(光子晶體)中傳播會(huì)出現(xiàn)一些反常特性。這些反�，F(xiàn)象與狄拉克方程的解相對(duì)應(yīng)。這說(shuō)明光子在光子晶體中某些頻率區(qū)域傳播時(shí)也可以用狄拉克方程來(lái)描述。問(wèn)題是相對(duì)論量子力學(xué)中的一些基本現(xiàn)象如Zitterbewegung能否在光子晶體中觀察到？由于介電光子晶體具有標(biāo)度不變性，如果Zitterbewegung效應(yīng)能夠在光子晶體中觀察到，則可以控制光子晶體的結(jié)構(gòu)使其振蕩頻率在實(shí)驗(yàn)上可測(cè)量的范圍內(nèi)，這可能會(huì)使實(shí)驗(yàn)觀察這一現(xiàn)象變?yōu)榭赡堋埾驏|教授首先通過(guò)嚴(yán)格數(shù)值計(jì)算從理論上證明這樣的現(xiàn)象能夠在光子晶體中觀察到。接著他又發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象在聲子晶體中對(duì)聲波也同樣存在。進(jìn)而他和武漢大學(xué)物理系的劉正猷教授合作在實(shí)驗(yàn)上觀察到了Zitterbewegung的聲對(duì)應(yīng)（arXiv:0804.1978）。
上述研究工作不僅證明了相對(duì)論量子力學(xué)中保持長(zhǎng)達(dá)70多年的理論預(yù)言，而且開辟了利用經(jīng)典波實(shí)驗(yàn)上研究相對(duì)論量子力學(xué)基本現(xiàn)象的新的研究方向。相關(guān)論文發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（Phys. Rev. Lett. ）上。
2008年4月23日，Nature China的研究亮點(diǎn)（Research Highlight）上撰文《Photonics: Seeing trembles》（作者：Tim Reid）報(bào)道了張向東教授近期的工作，見http://www.nature.com/nchina/2008/080423/full/nchina.2008.90.html。（來(lái)源：北京師范大學(xué)）
（《物理評(píng)論快報(bào)》（Phys. Rev. Lett. ），100, 113903 (2008)，Xiangdong Zhang）
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