Туннельный эффект – удивительное явление, completamente impossibile dal punto di vista della fisica classica. Ma in un misterioso e misterioso mondo quantistico, si applicano leggi leggermente diverse dell'interazione tra materia ed energia. L'effetto tunnel è il processo di una particella elementare che supera una potenziale barriera purché la sua energia sia inferiore all'altezza della barriera. Questo fenomeno ha una natura esclusivamente quantistica e contraddice completamente tutte le leggi e i dogmi della meccanica classica. Il più sorprendente è il mondo in cui viviamo.
Comprendi cos'è un effetto tunnel quantico,il migliore di tutti è l'esempio di una pallina da golf lanciata con una certa forza nella buca. In qualsiasi unità di tempo, l'energia totale della palla è in opposizione alla forza di gravità potenziale. Se assumiamo che la sua energia cinetica sia inferiore alla forza di gravità, l'oggetto indicato non sarà in grado di lasciare il buco da solo. Ma questo è conforme alle leggi della fisica classica. Per superare il limite della fossa e continuare per la sua strada, avrà sicuramente bisogno di un ulteriore impulso cinetico. Così ha parlato il grande Newton.
Nel mondo quantistico, le cose sono leggermente diverse.Supponiamo ora che una particella quantistica sia nel buco. In questo caso, non si tratterà di un vero approfondimento fisico sulla terra, ma di ciò che i fisici chiamano convenzionalmente un "potenziale buco". Questo valore ha anche un analogo del lato fisico: la barriera energetica. Qui la situazione sta cambiando nel modo più drammatico. Perché avvenga la cosiddetta transizione quantica e la particella sia fuori dalla barriera, è necessaria un'altra condizione.
Se l'intensità del campo energetico esternomeno energia potenziale della particella, quindi ha una reale possibilità di superare la barriera indipendentemente dalla sua altezza. Anche se non ha abbastanza energia cinetica nella comprensione della fisica newtoniana. Questo è lo stesso effetto tunnel. Funziona come segue. La meccanica quantistica è caratterizzata da una descrizione di qualsiasi particella, non con l'aiuto di alcune quantità fisiche, ma con l'aiuto di una funzione d'onda correlata alla probabilità che una particella si trovi in un determinato punto dello spazio in ciascuna specifica unità di tempo.
Quando una particella si scontra con una certa barriera conusando l'equazione di Schrödinger, possiamo calcolare la probabilità di superare questo ostacolo. Poiché la barriera non solo assorbe energicamente la funzione d'onda, ma la spegne in modo esponenziale. In altre parole, nel mondo quantistico non ci sono ostacoli insormontabili, ma ci sono solo condizioni aggiuntive in base alle quali una particella può essere al di là di queste barriere. Vari ostacoli, ovviamente, interferiscono con il movimento delle particelle, ma non sono assolutamente solidi confini impenetrabili. In termini condizionali, si tratta di una sorta di confine tra due mondi: fisico ed energia.
L'effetto tunnel ha la sua controparte nel nuclearefisica - autoionizzazione di un atomo in un potente campo elettrico. La fisica dello stato solido è abbondante con esempi di tunneling. Questi includono l'emissione del campo, la migrazione dell'elettrone di valenza, nonché gli effetti che si verificano al contatto di due superconduttori separati da un sottile film dielettrico. Un ruolo eccezionale è svolto dal tunneling nell'attuazione di numerosi processi chimici a basse e criogeniche temperature.
