Klein Tunneling for fermions and bosons in first and second quantization - Space and Time Resolved Approaches

Effet tunnel de Klein pour les fermions et les bosons en première et seconde quantification - Approches résolues spatio-temporellement Dans cette thèse, nous étudions dans le cadre de la première et de la seconde quantification le phénomène de l’effet tunnel de Klein à travers des barrières finies pour les bosons de spin-0 et les fermions de spin-1/2 en employant des approches résolues spatio-temporellement. Dans le cadre de la première quantification, nous constatons que la dynamique de l'effet tunnel de Klein peut être prise en compte avec des paquets d'ondes construits à partir de solutions de diffusion à condition qu'une expansion de diffusions multiples (EDM) soit utilisée. En particulier pour le cas des bosons de spin-0, la EDM est divergente, résolvant ainsi le problème de la propagation non causale apparente des paquets d'ondes obtenus lors de l'application conjointe des différentes conditions de raccordement entre les fonctions d'onde dans la barrière et les solutions asymptotiques. Nous utilisons également l'approche basée sur une EDM pour étudier le problème du puits potentiel de Klein-Gordon, y compris la limite d'un puits infini.En deuxième quantification, nous utilisons une approche de théorie quantique des champs dépendant du temps pour calculer l'évolution des densités de particules et d'antiparticules produites par une barrière de potentiel electrostatique supercritique. Nous étudions également la propagation de paquets d'ondes fermioniques et bosoniques rentrant en collision avec ces barrières de potentiel et proposons un mécanisme expliquant l'effet tunnel. Ce mécanisme suggère qu'aucune particule ne traverse réellement la barrière : la transmission est plutôt régulée par la modulation de production de paires à chaque bord de la barrière.