石墨烯中的手性隧穿与Klein佯谬

所谓的Klein佯谬——相对论粒子无阻碍地穿透高而宽的势垒——是量子电动力学（QED）最奇特和最反直觉的推论之一。该现象在粒子物理、核物理和天体物理的许多背景下被讨论，但迄今为止，使用基本粒子直接检验Klein佯谬被证明是不可能的。在这里，我们表明该效应可以通过使用单层和双层石墨烯中的静电势垒，在一个概念简单的凝聚态实验中得以检验。由于其准粒子的手性本质，这些材料中的量子隧穿变得高度各向异性，与普通的非相对论电子情况有质的区别。石墨烯中的无质量狄拉克费米子允许对Klein的思想实验进行紧密实现，而双层石墨烯中的有质量手性费米子则提供了一个有趣的互补系统，阐明了所涉及的基本物理。