Efek tunnel: ing ambang donya

Efek tunnel minangka fenomena sing luar biasa, pancen mokal saka sudut pandang fisika klasik. Nanging ing dunya kuantum misterius lan misterius, sawetara hukum interaksi antarane materi lan energi operate. Efek tunnel yaiku proses ngatasi partikel elementer saka pérangan sing potensial, saéngga energi sing kurang saka dhuwur pérangan kasebut. Fenomena kasebut minangka sifat murni kuantum lan sacara sakabèhané mbantah kabèh hukum lan dogma mekanika klasik. Sing luwih ngejutake donya sing kita urip.

Kanggo mangerteni apa efek tunneling kuantum, cara sing paling apik yaiku nggunakake conto bola golf sing diluncurake kanthi pasukan menyang bolongan. Ing sajrone wektu, energi total werni ana ing oposisi karo potensial gravitasi. Yen kita nganggep yen energi kinetik luwih cendhek karo gaya gravitasi, mula obyek iki ora bisa ninggalake lubang kasebut. Nanging iki sesuai karo hukum fisika klasik. Kanggo ngatasi pinggiran fovea lan nglanjutake dalane, mesthine butuh tambahan kinetik kinetik. Supaya Newton gedhe ngomong.

Ing donya kuantum kahanan beda-beda. Lan saiki aku ngira yen ana partikel kuantum ing bolongan. Ing kasus iki, ora bakal dadi pendalaman fisik nyata ing bumi, nanging apa fisikawan sing konvensional nyebat "pit sing jumlahe". Ana analog saka sisi fisik - minangka penghalang energi. Kene kahanan sing diganti kanthi cara paling kardinal. Supaya transisi kuantum sing diarani supaya bisa dilakoni lan partikel kasebut ana ing njaba larangan, kondisi liyane perlu.

Yen kekuatan energi njaba energi kurang saka energi potensial partikel, banjur duwe kesempatan nyata kanggo ngatasi rintangan kasebut, tanpa dipikirake. Sanajan ora nduweni cukup energi kinetik ing pangerten fisika Newtonian. Iki minangka efek trowongan sing padha. Panjenenganipun nyambut damel minangka nderek. Mekanika kuantum ditondoi kanthi deskripsi partikel manawa ora kanthi jumlah fisik, nanging kanthi fungsi gelombang sing gegayutan karo probabilitas partikel sing ana ing sawijining titik ruang ing saben unit wektu tartamtu.

Nalika partikel patah karo alangan kanthi persamaan Schrodinger, bisa uga ngétung kemungkinan ngatasi alangan iki. Wiwit hambatan ora mung nyenengake fungsi gelombang, uga bisa mupangatake eksponensial kasebut. Ing tembung liya, ing donya kuantum ora ana hambatan sing bisa dianggep, nanging ana mung kahanan tambahan ing endi partikel bisa njaba alangan iki. Maneka warna alangan, mesthi, ngganggu gerakan partikel, nanging ora kanthi tegas, wates sing ora bisa ditindakake. Kondisi ngandika, iki minangka tapel wates antarane rong donya - fisik lan energik.

Efek trowongan kasebut nduweni analog ing fisika nuklir - mobilisasi atom ing kolom listrik sing kuat. Conto manifestasi saka tunneling akeh lan fisika negara padat. Iki kalebu emisi otomatis, migrasi elektron valensi, uga efek sing dumadi ing kontak saka rong superkonduktor sing dipisahake dening film dielektrik sing tipis. Peranan sing penting dimainake kanthi tunneling ing proses ngasilake akeh proses kimia ing kondisi suhu rendah lan cryogenic.