Efectul tunel este un fenomen uimitorabsolut imposibil din punctul de vedere al fizicii clasice. Dar într-o lume cuantică misterioasă și misterioasă, funcționează legi oarecum diferite ale interacțiunii materiei și energiei. Efectul tunel este procesul de depășire a unei bariere potențiale de către o particulă elementară, cu condiția ca energia sa să fie mai mică decât înălțimea obstacolului. Acest fenomen are o natură exclusiv cuantică și contrazice complet toate legile și dogmele mecanicii clasice. Cu cât este mai uimitoare lumea în care trăim.
Înțelegeți ce este efectul de tunelare cuantică,cel mai bun exemplu este o minge de golf aruncată cu o anumită forță într-o gaură. În orice moment, energia totală a mingii este în opoziție cu forța gravitațională potențială. Dacă presupunem că energia sa cinetică este inferioară forței de gravitație, atunci obiectul specificat nu va putea părăsi singur gaura. Dar acest lucru este în conformitate cu legile fizicii clasice. Pentru a depăși marginea fosei și a-și continua drumul, cu siguranță va avea nevoie de un impuls cinetic suplimentar. Așa a vorbit marele Newton.
În lumea cuantică, situația este oarecum diferită.Acum să spunem că există o particulă cuantică în gaură. În acest caz, nu va mai fi vorba de o adâncire fizică reală în pământ, ci de ceea ce fizicienii numesc în mod convențional o „groapă potențială”. O astfel de valoare are și un analog al unei plăci fizice - o barieră energetică. Aici situația se schimbă în cel mai dramatic mod. Pentru ca așa-numita tranziție cuantică să aibă loc și particula să fie în afara barierei, este necesară o altă condiție.
Dacă puterea câmpului energetic externmai puțină energie potențială a unei particule, atunci are o șansă reală de a depăși bariera indiferent de înălțimea ei. Chiar dacă nu are suficientă energie cinetică în înțelegerea fizicii newtoniene. Acesta este chiar efectul tunel. Funcționează după cum urmează. Mecanica cuantică se caracterizează prin descrierea oricărei particule nu cu ajutorul unor mărimi fizice, ci cu ajutorul unei funcții de undă asociată cu probabilitatea ca o particulă să fie localizată la un anumit punct al spațiului la fiecare unitate specifică de timp.
Când o particulă se ciocnește cu o anumită barieră cufolosind ecuația Schrödinger, puteți calcula probabilitatea de a depăși acest obstacol. Deoarece bariera nu numai că absoarbe funcția de undă energetic, ci o stinge și exponențial. Cu alte cuvinte, nu există bariere insurmontabile în lumea cuantică, dar există doar condiții suplimentare în care o particulă poate fi în afara acestor bariere. Desigur, diferite obstacole interferează cu mișcarea particulelor, dar nu sunt în niciun caz limite rigide impenetrabile. Condițional vorbind, acesta este un fel de graniță între două lumi - fizic și energetic.
Efectul tunel are analogul său în nuclearfizică - autoionizarea unui atom într-un câmp electric puternic. Fizica solidă abundă în exemple de manifestări de tunelare. Aceasta include emisia de câmp, migrația electronilor de valență, precum și efectele care apar la contactul a doi superconductori separați printr-o peliculă dielectrică subțire. Tunelarea joacă un rol excepțional în implementarea a numeroase procese chimice la temperaturi scăzute și criogenice.
