Tunneleffekten är ett fantastiskt fenomen, helt omöjligt ur klassisk fysiks synvinkel. Men i den mystiska och mystiska kvantvärlden finns det något olika lagar för växelverkan mellan materia och energi. Tunneleffekten är en process för att övervinna en viss potentiell barriär av en elementarpartikel, förutsatt att dess energi är mindre än barriärens höjd. Detta fenomen har en uteslutande kvantnatur och motsäger helt den klassiska mekanikens lagar och dogmer. Ju mer fantastisk värld vi lever i.
För att förstå vad kvanttunneleffekten är, är det bäst att använda exemplet med en golfboll som kastas in i hålet med viss kraft. Vid vilken tidsenhet som helst är bollens totala energi i opposition till den potentiella gravitationskraften. Om vi antar att dess kinetiska energi är sämre än tyngdkraften, då den indikeradeföremålet kommer inte att kunna lämna hålet på egen hand. Men detta är i enlighet med den klassiska fysikens lagar. För att övervinna kanten av fossa och fortsätta på sin väg kommer den definitivt att behöva en ytterligare kinetisk impuls. Så den store Newton talade.
I kvantvärlden är saker och ting annorlunda. Låt oss nu anta att det finns en kvantpartikel i hålet. I det här fallet kommer vi inte längre att prata om en verklig fysisk fördjupning i jorden, utan om vad fysiker konventionellt kallar ett "potentiellt hål". Detta värde har också en analog till det fysiska kortet - en energibarriär. Det är här situationen förändras dramatiskt. För att den så kallade kvantomvandlingen ska äga rum och partikeln ska vara utanför barriären krävs ytterligare ett villkor.
Om intensiteten av det externa energifältet är mindre än partikelns potentiella energi, så har den en verklig chans att övervinna barriären oavsett dess höjd. Även om den inte har tillräckligt med kinetisk energi i förståelsen av newtonsk fysik. Detta är samma tunneleffekt. Det fungerar enligt följande. Kvantmekaniken kännetecknas av beskrivningen av vilken partikel som helst, inte med hjälp av några fysiska storheter, utan med hjälp av en vågfunktion associerad med sannolikheten för att partikeln befinner sig vid en viss punkt i rymden i varje specifik tidsenhet.
När en partikel kolliderar med en viss barriär, med hjälp av Schrödinger-ekvationen, kan du beräkna sannolikheten för att övervinna denna barriär. Eftersom barriären inte bara är energimässigtabsorberar vågfunktionen, men dämpar den också exponentiellt. Det finns med andra ord inga oöverstigliga hinder i kvantvärlden, utan bara ytterligare förhållanden under vilka en partikel kan befinna sig utanför dessa barriärer. Olika hinder stör naturligtvis partiklarnas rörelse, men är inte på något sätt solida ogenomträngliga gränser. Relativt sett är detta en slags gränslinje mellan två världar - fysisk och energi.
Tunneleffekten har sin analogi inom kärnfysik - autojonisering av en atom i ett kraftfullt elektriskt fält. Fasta tillståndets fysik är också överflöd av exempel på manifestationen av tunnling. Dessa inkluderar fältemission, migration av valenselektroner, såväl som effekter som uppstår vid kontakten mellan två supraledare separerade av en tunn dielektrisk film. Tunneldrivning spelar en exceptionell roll i implementeringen av många kemiska processer vid låga och kryogena temperaturer.
