トンネル効果は驚くべき現象です古典物理学の観点からは完全に不可能です。しかし、神秘的で神秘的な量子の世界では、物質とエネルギーの相互作用のわずかに異なる法則が適用されます。トンネル効果は、そのエネルギーが障壁の高さよりも小さい場合に、潜在的な障壁を克服する素粒子のプロセスです。この現象はもっぱら量子的性質を持ち、古典力学のすべての法則と教義と完全に矛盾します。さらに驚くべきことは、私たちが住んでいる世界です。
量子トンネル効果とは何かを理解し、何よりも素晴らしいのは、穴に力を入れて打ち上げられたゴルフボールの例です。任意の時間単位で、ボールの総エネルギーは、重力の潜在的な力に反します。その運動エネルギーが重力よりも劣ると仮定すると、示されたオブジェクトはそれ自体で穴を離れることができません。しかし、これは古典物理学の法則に従っています。ピットの端を乗り越えて進むには、追加の運動インパルスが必要になります。だから偉大なニュートンは語った。
量子の世界では、物事は多少異なります。今、量子粒子が穴の中にあると仮定します。この場合、それは地球の実際の物理的な深さの問題ではなく、物理学者が条件付きで「潜在的な穴」と呼ぶものの問題です。この値には、物理的側面の類似物、つまりエネルギー障壁もあります。ここで、状況は最も劇的に変化しています。いわゆる量子遷移が起こり、粒子が障壁の外側にあるためには、別の条件が必要です。
外部エネルギー場の強度が粒子のポテンシャルエネルギーが少ない場合、その高さに関係なく障壁を克服する本当のチャンスがあります。彼女がニュートン物理学の理解に十分な運動エネルギーを持っていなくても。これは同じトンネル効果です。次のように機能します。量子力学は、いくつかの物理量の助けではなく、粒子の記述によって特徴付けられますが、粒子が特定の時間単位の空間の特定のポイントに位置する確率に関連する波動関数の助けを借ります。
粒子が特定の障壁と衝突するときシュレーディンガー方程式を使用して、この障害を克服する確率を計算できます。障壁は波動関数をエネルギー的に吸収するだけでなく、波動関数を指数関数的に消滅させるためです。言い換えれば、量子の世界では乗り越えられない障害はありませんが、粒子がこれらの障壁を超えることができる追加の条件があります。もちろん、さまざまな障害物が粒子の動きを妨げますが、固体の侵入できない境界は決してありません。条件付きで言えば、これは物理とエネルギーという2つの世界の境界線のようなものです。
トンネル効果は、原子力に相当します物理学-強力な電界中の原子の自動イオン化。固体物理学は、トンネリングの例で豊富です。これらには、電界放出、価電子移動、および誘電体薄膜で分離された2つの超伝導体の接触で発生する効果が含まれます。低温および極低温での多数の化学プロセスの実施において、トンネリングは例外的な役割を果たします。
