Tünel etkisi, klasik fizik açısından tamamen imkansız olan inanılmaz bir fenomendir. Ancak gizemli ve gizemli kuantum dünyasında, madde ve enerjinin etkileşiminin biraz farklı yasaları vardır. Tünel etkisi, enerjisinin bariyerin yüksekliğinden daha az olması koşuluyla, temel bir parçacık tarafından belirli bir potansiyel bariyeri aşma sürecidir. Bu fenomen, yalnızca kuantum bir yapıya sahiptir ve klasik mekaniğin tüm yasaları ve dogmalarıyla tamamen çelişir. Yaşadığımız dünya ne kadar şaşırtıcıysa.
Kuantum tünel etkisinin ne olduğunu anlamak için, deliğe bir miktar kuvvetle fırlatılan bir golf topunun örneğini kullanmak en iyisidir. Herhangi bir zaman biriminde, topun toplam enerjisi potansiyel yerçekimi kuvvetine karşıdır. Kinetik enerjisinin yerçekimi kuvvetinden daha düşük olduğunu varsayarsak, belirtilennesne kendi başına deliği terk edemez. Ancak bu, klasik fizik yasalarına uygundur. Fossa kenarını aşmak ve yoluna devam etmek için kesinlikle ek bir kinetik dürtüye ihtiyacı olacaktır. Böylece büyük Newton konuştu.
Kuantum dünyasında işler biraz farklıdır. Şimdi delikte bir kuantum parçacığı olduğunu varsayalım. Bu durumda, artık yeryüzünde gerçek bir fiziksel derinleşmeden değil, fizikçilerin geleneksel olarak "potansiyel delik" dediği şeyden söz edeceğiz. Bu değer ayrıca fiziksel panonun bir analoguna sahiptir - bir enerji bariyeri. İşte burada durum dramatik bir şekilde değişiyor. Sözde kuantum geçişinin gerçekleşmesi ve parçacığın bariyerin dışında olması için başka bir koşul gereklidir.
Dış enerji alanının yoğunluğu parçacığın potansiyel enerjisinden daha azsa, yüksekliği ne olursa olsun engeli aşmak için gerçek bir şansı vardır. Newton fiziğinin anlaşılmasında yeterli kinetik enerjiye sahip olmasa bile. Bu aynı tünel etkisidir. Aşağıdaki gibi çalışır. Kuantum mekaniği, herhangi bir parçacığın bazı fiziksel niceliklerin yardımıyla değil, parçacığın her belirli zaman biriminde uzayda belirli bir noktada bulunma olasılığıyla ilişkili bir dalga işlevi aracılığıyla tanımlanmasıyla karakterize edilir.
Bir parçacık belirli bir engelle çarpıştığında, Schrödinger denklemini kullanarak bu engeli aşma olasılığını hesaplayabilirsiniz. Bariyer sadece enerjisel olarak olmadığı içindalga fonksiyonunu emer ama aynı zamanda onu üstel olarak sönümler. Başka bir deyişle, kuantum dünyasında aşılmaz engeller yoktur, yalnızca bir parçacığın bu engellerin dışında olabileceği ek koşullar vardır. Elbette çeşitli engeller parçacıkların hareketine müdahale eder, ancak hiçbir şekilde katı, aşılmaz sınırlar değildir. Göreceli olarak konuşursak, bu iki dünya arasındaki bir tür sınır çizgisidir - fiziksel ve enerji.
Tünel etkisinin nükleer fizikte bir benzeri vardır - bir atomun güçlü bir elektrik alanında kendi kendine iyonlaşması. Katı hal fiziği de tünellemenin tezahürü örnekleriyle doludur. Bunlar, alan emisyonunu, değerlik elektronlarının göçünü ve ayrıca ince bir dielektrik film ile ayrılmış iki süperiletkenin temasında ortaya çıkan etkileri içerir. Tünel açma, düşük ve kriyojenik sıcaklıklarda çok sayıda kimyasal işlemin uygulanmasında istisnai bir rol oynar.
