On the hartman effect and velocity of propagating the electromagnetic wave in the tunneling process


Cite item

Full Text

Abstract

A new approach to the problem of scattering the plane electromagnetic TE wave on a homogeneous dielectric layer is presented, which does not predict, unlike the standard model, the Hartman effect for the tunneling time in the case of scattering the TE wave in the regime of a frustrated total internal refection (FTIR). The basic idea of this approach is that a correct definition of the tunneling velocity and time is possible if only the dynamics of both its subprocesses — transmission and reflection — is known at all stages of the scattering process investigated. It is shown that the Wigner (group) tunneling time was introduced without taking into account of this requirement, and, as a consequence, both this characteristic itself and the associated with it Hartman effect have no relation to transferring the light energy through the layer. The dwell transmission time, which is directly related to it, does not lead to the Hartman effect.

About the authors

Nikolay L Chuprikov

Tomsk State Pedagogical University

Email: chnl@tspu.edu.ru
(Dr. Sci. (Phys. & Math.)), Professor, Dept. of Theoretical Physics 60, Kievskaya st., Tomsk, 634061, Russia

References

  1. Hartman T. E. Tunneling of a Wave Packet // J. Appl. Phys., 1962. Vol. 33, no. 12. Pp. 3427–3433.
  2. Jakiel J., Olkhovsky V. S., Recami E. On superluminal motions in photon and particle tunnellings // Phys. Lett. A, 1998. Vol. 248, no. 2–4. Pp. 156–160.
  3. Nimtz G. Tunneling Confronts Special Relativity // Found. Phys., 2011. Vol. 41, no. 7. Pp. 1193–1199, arXiv: 003.3944 [quant-ph].
  4. Papoular D. J., Clade P., Polyakov S. V., McCormick C. F., Migdall A. L., Lett P. D. Measuring optical tunneling times using a Hong–Ou–Mandel interferometer // Optics Express, 2008. Vol. 16, no. 20. Pp. 16005–16012.
  5. Borjemscaia N., Polyakov S. V., Lett P. D. A. Migdall Single-photon propagation through dielectric bandgaps // Optics Express, 2009. Vol. 18, no. 3. Pp. 2279–2286.
  6. Brunner N., Scarani V., Wegmuller M., Legrre M., Gisin N. Direct measurement of superluminal group velocity and signal velocity in an optical fiber // Phys. Rev. Lett., 2004. Vol. 93, no. 20, 203902. 4 pp., arXiv: quant-ph/0407155.
  7. Chiao R. Y., Boyce J., Mitchell M. W. Superluminality and parelectricity: The ammonia maser revisited // Appl. Phys. B, 1995. Vol. 60, no. 2–3. Pp. 259–265.
  8. Büttiker M., Landauer R. Traversal time for tunneling // Phys. Rev. Lett., 1982. Vol. 49, no. 23. Pp. 1739–1742.
  9. Чуприков Н. Л. Новый взгляд на квантовый процесс туннелирования: Волновые функции для прохождения и отражения // Изв. вузов. Физика, 2006. Т. 49, № 2. С. 3–9.
  10. Chuprikov N. L. On a new mathematical model of tunnelling // Vestn. Samar. Gos. Univ. Estestvennonauchn. Ser., 2008. no. 8/1(67). Pp. 625–633.
  11. Chuprikov N. L. From a 1D Completed Scattering and Double Slit Diffraction to the Quantum-Classical Problem for Isolated Systems // Found. Phys., 2011. Vol. 41, no. 9. Pp. 1502–1520.
  12. Born M., Wolf E. Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. New York: Cambridge U. P., 1999 [1959]. 952 pp.
  13. Шварцбург А. Б. Туннелирование электромагнитных волн — парадоксы и перспективы // УФН, 2007. Т. 177, № 1. С. 43–58.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2013 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».