Το φαινόμενο της σήραγγας είναι ένα καταπληκτικό φαινόμενοεντελώς αδύνατη από την άποψη της κλασικής φυσικής. Αλλά σε έναν μυστηριώδη και μυστηριώδη κβαντικό κόσμο, ισχύουν ελαφρώς διαφορετικοί νόμοι της αλληλεπίδρασης της ύλης και της ενέργειας. Το φαινόμενο σήραγγας είναι η διαδικασία ενός στοιχειώδους σωματιδίου που ξεπερνά ένα πιθανό φράγμα υπό την προϋπόθεση ότι η ενέργεια του είναι μικρότερη από το ύψος του φράγματος. Το φαινόμενο αυτό έχει αποκλειστικά κβαντική φύση και εντελώς αντιφάσκει με όλους τους νόμους και τα δόγματα της κλασσικής μηχανικής. Ο πιο καταπληκτικός είναι ο κόσμος στον οποίο ζούμε.
Κατανοήστε τι είναι το φαινόμενο της κβαντικής σήραγγας,το καλύτερο από όλα είναι το παράδειγμα μιας μπάλας γκολφ που ξεκίνησε με κάποια δύναμη στην τρύπα. Σε οποιαδήποτε μονάδα χρόνου, η συνολική ενέργεια της μπάλας είναι σε αντίθεση με την πιθανή δύναμη της βαρύτητας. Εάν υποθέσουμε ότι η κινητική του ενέργεια είναι κατώτερη από τη δύναμη της βαρύτητας, τότε το υποδεικνυόμενο αντικείμενο δεν θα μπορέσει να εγκαταλείψει τη δική του οπή. Αλλά αυτό είναι σύμφωνο με τους νόμους της κλασικής φυσικής. Για να ξεπεράσει την άκρη του κοιλώματος και να συνεχίσει στο δρόμο του, θα χρειαστεί σίγουρα μια πρόσθετη κινητική ώθηση. Ο μεγάλος Νεύτωνας μίλησε.
Στον κβαντικό κόσμο, τα πράγματα είναι κάπως διαφορετικά.Υποθέστε τώρα ότι υπάρχει ένα κβαντικό σωματίδιο στην τρύπα. Στην περίπτωση αυτή, δεν πρόκειται για πραγματική φυσική εμβάθυνση στη γη, αλλά για αυτό που οι φυσικοί ονομάζουν υπό όρους "πιθανή τρύπα". Αυτή η τιμή έχει επίσης ένα ανάλογο της φυσικής πλευράς - το ενεργειακό φράγμα. Εδώ η κατάσταση αλλάζει με τον πιο δραματικό τρόπο. Για να γίνει η αποκαλούμενη κβαντική μετάβαση και το σωματίδιο να βρίσκεται έξω από το φράγμα, είναι απαραίτητη μια άλλη προϋπόθεση.
Αν η ένταση του εξωτερικού ενεργειακού πεδίουλιγότερη δυναμική ενέργεια του σωματιδίου, τότε έχει μια πραγματική ευκαιρία να ξεπεράσει το εμπόδιο ανεξάρτητα από το ύψος του. Ακόμα κι αν δεν έχει αρκετή κινητική ενέργεια στην κατανόηση της Νευτώνειας φυσικής. Αυτό είναι το ίδιο αποτέλεσμα σήραγγας. Λειτουργεί ως εξής. Η κβαντομηχανική χαρακτηρίζεται από την περιγραφή οποιουδήποτε σωματιδίου, όχι με τη βοήθεια ορισμένων φυσικών μεγεθών, αλλά με τη βοήθεια μιας συνάρτησης κύματος που σχετίζεται με την πιθανότητα να βρίσκεται ένα σωματίδιο σε ένα συγκεκριμένο σημείο του χώρου σε οποιαδήποτε δεδομένη χρονική μονάδα.
Όταν ένα σωματίδιο συγκρούεται με ένα συγκεκριμένο φράγμα μεχρησιμοποιώντας την εξίσωση Schrödinger, μπορούμε να υπολογίσουμε την πιθανότητα να ξεπεραστεί αυτό το εμπόδιο. Δεδομένου ότι το φράγμα όχι μόνο απορροφά ενεργητικά τη λειτουργία του κύματος, αλλά και το εξουδετερώνει εκθετικά. Με άλλα λόγια, στον κβαντικό κόσμο δεν υπάρχουν ανυπέρβλητα εμπόδια, αλλά υπάρχουν μόνο πρόσθετες συνθήκες κάτω από τις οποίες ένα σωματίδιο μπορεί να είναι πέρα από αυτά τα εμπόδια. Διάφορα εμπόδια, βεβαίως, παρεμβαίνουν στην κίνηση των σωματιδίων, αλλά σε καμία περίπτωση δεν είναι στερεά αδιαπέραστα όρια. Εξ όψεως, αυτό είναι ένα είδος ορίου μεταξύ δύο κόσμων - φυσικής και ενέργειας.
Το φαινόμενο της σήραγγας έχει το αντίστοιχο της πυρηνικόφυσική - αυτοκινητοποίηση ενός ατόμου σε ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο. Η φυσική στερεάς κατάστασης είναι άφθονη με παραδείγματα σήραγγας. Αυτές περιλαμβάνουν εκπομπή πεδίου, μετανάστευση ηλεκτρονίων σθένους, καθώς και επιδράσεις που συμβαίνουν κατά την επαφή δύο υπεραγωγών διαχωρισμένων με λεπτό διηλεκτρικό φιλμ. Ένας εξαιρετικός ρόλος διαδραματίζει η σήραγγα στην εφαρμογή πολλών χημικών διεργασιών σε χαμηλές και κρυογονικές θερμοκρασίες.
