A Klein-paradoxon egy fizikai paradoxon, amely akkor merül fel, ha egy relativisztikus részecske nagy potenciálú gáton való átvezetésének problémáját vizsgáljuk : a Dirac-egyenlet megoldása során annak a valószínűsége, hogy egy részecske áthalad egy potenciálgáton, amelynek magassága nagyobb, mint a nyugalmi energiájának kétszerese. részecske, és amelynek térbeli szélessége kisebb, mint a Compton hullámhosszú részecskék [1] , az egységre hajlamos, függetlenül a gát magasságától [2] . Oskar Kleinről kapta a nevét .
Ez a paradoxon általános fizikai természetű, és megfigyelhető a magfizikában , a szilárdtestfizikában (elektronlyuk-gerjesztések a grafénben), valamint a kozmológiában [1] .
A paradoxon általánosan elfogadott magyarázata a kvantumtérelmélet síkjában rejlik . Így a Dirac-egyenlet nem egy egyedi részecske mozgását írja le, hanem egy kvantumtér időbeli alakulását, amelyben antirészecskék is jelen lesznek . Ezért erős mezők jelenlétében párok jönnek létre, és a gát mögött újszülött részecskék is megjelenhetnek [1] .
2004 -ben [3] az Illinoisi Egyetem fizikusai numerikusan tanulmányozták , számítógépes szimulációkkal kimutatták, hogy az elektron teljesen visszaverődik a gátról, és elektron- pozitron párok jönnek létre a gátban.