Efectul de tunel: pe punctul de a lumilor

Efectul de tunel - un fenomen surprinzător, este imposibil din punct de vedere al fizicii clasice. Dar într-o lume cuantică misterioasă și misterios, există mai multe alte legi de interacțiune a materiei și energiei. Efectul de tunel este procesul depășirea particula elementară a unei bariere potențiale cu condiția ca energia sa este mai mică decât înălțimea obstacolelor. Acest fenomen are doar un caracter cuantic, și complet contrar tuturor legilor și principiile mecanicii clasice. lume mai surprinzătoare în care trăim.

Înțelegeți ce este efectul cuantic de tunel este cel mai bine pe exemplul unei mingi de golf, care rulează cu o anumită forță în gaura. La un moment dat, energia totală a mingea este de a contracara forța potențială a gravitației. Presupunând că ei energia cinetică este inferioară la forța de gravitație, obiectul specificat nu este în măsură să părăsească propriul lor bine. Dar este în conformitate cu legile fizicii clasice. Pentru a depăși marginea gropii și să continue pe drum, el va avea nevoie cu siguranta un moment unghiular suplimentar. Deci, a proorocit marele Newton.

În lumea cuantică, situația este oarecum diferită. Acum, să presupunem că a fost o particulă cuantică într-o gaură. În acest caz, va trebui să meargă, nu este o depresiune fizică reală în pământ, și că fizica este numită convențional „bine potențial“. La această magnitudine, există un analog de latura fizică - bariera de energie. Aici situația se schimbă cel mai dramatic. Pentru a plasa așa-numita tranziție cuantică și particula a fost în afara barierei, trebuie să aveți o altă afecțiune.

În cazul în care intensitatea câmpului extern este mai mică decât energia potențială a unei particule, atunci acesta are o șansă de a depăși bariera , indiferent de înălțimea sa. Chiar dacă ea are suficientă energie cinetică în înțelegerea fizicii newtoniene. Acesta este același efect tunel. Acesta funcționează după cum urmează. Mecanica cuantică descriere caracteristică a oricăror particule nu de anumite mărimi fizice și prin funcția de undă asociată cu probabilitatea de localizare a particulelor într - un anumit punct în spațiu în fiecare unitate de timp specific.

În coliziune de particule cu o anumită barieră folosind ecuația Schrodinger poate calcula probabilitatea de a depăși acest obstacol. Deoarece bariera nu este numai de absorbție a energiei funcția de undă, dar , de asemenea, exponențial stinge. Cu alte cuvinte, în lumea cuantică, nu există nici un obstacol de netrecut, ci doar condiții suplimentare în care particula poate fi în afara acestor bariere. Diferite obstacole, desigur, pentru a preveni mișcarea particulelor, dar în nici un caz sunt limite impermeabile solide. Condițional vorbind, acest tip de graniță între două lumi - cea fizică și energia.

Efectul de tunel are echivalentul in fizica nucleara - auto ionizarea unui atom într-un câmp electric puternic. Exemple de manifestări de tunelare pline și solide de fizica de stat. Acestea includ emisie în câmp, migrarea electronilor de valență, precum și efectele care apar la contactul dintre cele două superconductori separate printr - un strat subțire de dielectric. Acesta joacă un rol esențial în punerea în aplicare a numeroase procese chimice de tunelare la temperaturi joase și criogenice.