Efekt tunelu jest niesamowitym zjawiskiemcałkowicie niemożliwe z punktu widzenia fizyki klasycznej. Ale w tajemniczym i tajemniczym świecie kwantowym obowiązują nieco inne prawa interakcji materii i energii. Efekt tunelowania to proces cząstki elementarnej pokonującej potencjalną barierę, pod warunkiem, że jej energia jest mniejsza niż wysokość bariery. Zjawisko to ma wyłącznie kwantowy charakter i jest całkowicie sprzeczne ze wszystkimi prawami i dogmatami mechaniki klasycznej. Bardziej niesamowity jest świat, w którym żyjemy.
Понять, что же такое квантовый туннельный эффект, najlepszy ze wszystkich jest przykład piłki golfowej wystrzelonej z pewną siłą w dołek. W dowolnej jednostce czasu całkowita energia piłki jest w opozycji do potencjalnej siły grawitacji. Jeśli założymy, że jego energia kinetyczna jest mniejsza niż siła grawitacji, wskazany obiekt nie będzie w stanie samodzielnie opuścić dziury. Jest to jednak zgodne z prawami fizyki klasycznej. Aby pokonać krawędź dołu i kontynuować podróż, na pewno będzie potrzebował dodatkowego impulsu kinetycznego. Tak przemówił wielki Newton.
В квантовом мире дело обстоит несколько иначе.Załóżmy teraz, że cząstka kwantowa znajduje się w dziurze. W tym przypadku nie będzie to kwestia rzeczywistego fizycznego pogłębienia na ziemi, ale tego, co fizycy warunkowo nazywają „potencjalną dziurą”. Ta wartość ma również odpowiednik strony fizycznej - barierę energetyczną. Tutaj sytuacja zmienia się w najbardziej dramatyczny sposób. Aby miało miejsce tak zwane przejście kwantowe i cząstka znajdowała się poza barierą, konieczne są inne warunki.
Jeśli intensywność zewnętrznego pola energiimniej energii potencjalnej cząstki, wtedy ma realną szansę na pokonanie bariery niezależnie od jej wysokości. Nawet jeśli nie ma wystarczającej energii kinetycznej w rozumieniu fizyki newtonowskiej. To ten sam efekt tunelu. Działa w następujący sposób. Mechanika kwantowa charakteryzuje się opisem dowolnej cząstki, nie za pomocą niektórych wielkości fizycznych, ale za pomocą funkcji falowej związanej z prawdopodobieństwem umiejscowienia cząstki w pewnym punkcie przestrzeni w dowolnej jednostce czasu.
Kiedy cząstka zderza się z określoną barierąza pomocą równania Schrödingera możemy obliczyć prawdopodobieństwo pokonania tej przeszkody. Ponieważ bariera nie tylko energetycznie pochłania funkcję falową, ale także tłumi ją wykładniczo. Innymi słowy, w świecie kwantowym nie ma przeszkód nie do pokonania, ale istnieją tylko dodatkowe warunki, w których cząstka może znajdować się poza tymi barierami. Różne przeszkody oczywiście zakłócają ruch cząstek, ale w żadnym wypadku nie są to stałe nieprzenikalne granice. Warunkowo rzecz biorąc, jest to rodzaj granicy między dwoma światami - fizycznym i energetycznym.
Туннельный эффект имеет свой аналог в ядерной fizyka - automatyzacja atomu w silnym polu elektrycznym. Fizyka ciała stałego jest bogata w przykłady tunelowania. Obejmują one emisję pola, migrację elektronów walencyjnych, a także efekty występujące w kontakcie dwóch nadprzewodników oddzielonych cienką warstwą dielektryczną. Wyjątkową rolę odgrywa tunelowanie w realizacji licznych procesów chemicznych w niskich i kriogenicznych temperaturach.
