אפקט המנהרה הוא תופעה מדהימהבלתי אפשרי לחלוטין מנקודת המבט של הפיזיקה הקלאסית. אבל בעולם הקוונטי המסתורי והמסתורי, ישנם חוקים שונים מעט של אינטראקציה בין חומר ואנרגיה. אפקט המנהרה הוא תהליך של התגברות על חלקיק אלמנטרי של מכשול פוטנציאלי מסוים, בתנאי שהאנרגיה שלו נמוכה מגובה המכשול. לתופעה זו יש אופי קוונטי בלבד, והיא עומדת בסתירה מוחלטת לכל החוקים והדוגמות של המכניקה הקלאסית. מפתיע יותר הוא העולם שבו אנו חיים.
להבין מהי השפעת מנהרת קוונטית,הטוב מכל הוא הדוגמא של כדור גולף ששוגר בכוח מסוים לתוך החור. בכל יחידת זמן, האנרגיה הכוללת של הכדור מנוגדת לכוח הכובד הפוטנציאלי. אם אנו מניחים כי האנרגיה הקינטית שלו נחותה מכוח הכובד, האובייקט המצוין לא יוכל לצאת מהחור בכוחות עצמו. אבל זה בהתאם לחוקי הפיזיקה הקלאסית. כדי להתגבר על שפת הבור ולהמשיך בדרכו, הוא בהחלט יזדקק לדחף קינטי נוסף. אז ניוטון הגדול דיבר.
בעולם הקוונטי הדברים שונים במקצת.עכשיו נניח שחלקיק קוונטי נמצא בבור. במקרה זה, זו לא תהיה שאלה של העמקה פיזית אמיתית בכדור הארץ, אלא של מה שהפיזיקאים מכנים בתנאי "חור פוטנציאלי". לערך זה יש גם אנלוגי של הצד הפיזי - מחסום האנרגיה. כאן המצב משתנה בצורה הדרמטית ביותר. כדי שהמעבר הקוואנטי שנקרא יתקיים והחלקיק יהיה מחוץ למחסום, יש צורך בתנאי נוסף.
אם עוצמת שדה האנרגיה החיצוניפחות אנרגיה פוטנציאלית של החלקיק, אז יש לו סיכוי אמיתי להתגבר על המכשול ללא קשר לגובהו. גם אם אין לה מספיק אנרגיה קינטית בהבנת הפיזיקה הניוטונית. זה אותו אפקט מנהרה. זה עובד כדלקמן. מכניקת הקוונטים מאופיינת בתיאור של חלקיק כלשהו, לא בעזרת כמויות פיזיקליות מסוימות, אלא בעזרת פונקציית גל הקשורה להסתברות של חלקיק להיות ממוקם בנקודה מסוימת בחלל בכל יחידת זמן נתונה.
כאשר חלקיק מתנגש עם מחסום מסוים עםבעזרת משוואת שרדינגר, אנו יכולים לחשב את ההסתברות להתגברות על מכשול זה. מכיוון שהמכשול לא רק סופג אנרגטית את תפקוד הגל, אלא גם מכבה אותו באופן אקספוננציאלי. במילים אחרות, בעולם הקוונטי אין מכשולים בלתי ניתנים לעלות לעלות, אך ישנם רק תנאים נוספים שבהם חלקיק יכול להיות מעבר למחסומים אלה. מכשולים שונים, כמובן, מפריעים לתנועת החלקיקים, אך בשום פנים ואינם גבולות אטומים. מבחינה תנאי, זהו סוג של גבול בין שני עולמות - פיזיים ואנרגטיים.
לאפקט המנהרה יש מקבילה בגרעיןפיזיקה - אוטומציה של אטום בשדה חשמלי רב עוצמה. פיזיקה של מצב מוצק נמצאת בשפע עם דוגמאות למנהור. אלה כוללים פליטת שדה, נדידת אלקטרונים ערכיים, כמו גם השפעות המתרחשות במגע של שני מוליכי-על המופרדים על ידי סרט דיאלקטרי דק. תפקיד יוצא דופן ממלא המנהור ביישום תהליכים כימיים רבים בטמפרטורות נמוכות וקריוגניות.
