Kleins paradox är en fysisk paradox som uppstår när man överväger problemet med att tunnla en relativistisk partikel genom en högpotentialbarriär : när man löser Dirac-ekvationen , är sannolikheten för att en partikel passerar genom en potentiell barriär vars höjd är större än dubbelt så mycket energi som resten av partikel , och vars rumsliga bredd är mindre än Comptons våglängdspartiklar [1] , tenderar till enhet, oavsett höjden på barriären [2] . Uppkallad efter Oskar Klein .
Denna paradox är av allmän fysisk natur och observeras inom kärnfysik , fast tillståndsfysik (elektron-hål-excitationer i grafen), kosmologi [1] .
Den allmänt accepterade förklaringen av paradoxen ligger i kvantfältteorins plan . Sålunda beskriver Dirac-ekvationen inte rörelsen hos en enskild partikel, utan utvecklingen i tiden av ett kvantfält, i vilket antipartiklar också kommer att finnas . Därför, i närvaro av starka fält, kommer skapandet av par att ske, och nyfödda partiklar kan också dyka upp bakom barriären [1] .
Det studerades numeriskt 2004 [3] av fysiker från University of Illinois , med hjälp av datorsimuleringar , visade det sig att elektronen reflekteras fullständigt från barriären, och elektron -positronpar skapas i barriären.