Рождение дырки





 Рождение дырки

Пусть в силу каких-либо причин (мы не будем уточнять, каких именно) из вакуума, приобретя необходимую энергию, вылетел электрон. Поскольку он стал свободен, его полная энергия теперь положительна. Что при этом произойдет в вакууме? В нем образуется дырка. Вакуум в том месте, где он утратил вылетевший электрон, как бы ионизируется, то есть получает положительный заряд, по величине равный заряду электрона.

Дырка - но это же нам знакомо по полупроводникам! Там электрон вылетал в зону проводимости, а дырка оставалась в заполненной валентной зоне, в которой она имела отрицательную энергию. Замечательная аналогия, которая на этом же и кончается. В полупроводниках дырка - это действительно "пустое место", введенное просто для удобства описания разного типа движений электронов в валентной зоне и зоне проводимости.

Дырка же в вакууме - совсем другое дело. Дырка теперь ничем не отличается от электрона. Она оказывается самой настоящей частицей, ничуть не менее реальной, чем электрон. Дырка, так же как и электрон, имеет энергию покоя, то есть энергию, как раз равную глубине самого верхнего уровня энергии в вакуумной "яме".

Иными словами, электрон и дырка рождаются из вакуумного "небытия" только парами. И на рождение каждой из них затрачивается энергия тос2 (ведь массы обеих частиц одинаковы), а всего 2/гсос2 - величина, которую мы приводили выше.

Электрон, побродив в "свободном мире", может возвратиться обратно в вакуум. Для этого он должен повстречать дырку и слиться с ней, после чего станет вновь "ненаблюдаемым". Исчезнет также и дырка.

Далее >>>