Ang tunel epekto: sa ang mamingit ng ang mga mundo

Ang tunel epekto - isang nakakagulat na kababalaghan, ito ay imposible mula sa pangmalas ng classical physics. Ngunit sa isang mahiwaga at misteryosong mundo kabuuan, may ilang mga iba pang mga batas ng pakikipag-ugnayan ng matter at enerhiya. Ang tunnel na epekto ay ang proseso ng overcoming ang elementaryong partikulo ng isang potensyal barrier sa ilalim ng kondisyon na enerhiya nito ay mas mababa kaysa sa taas ng obstacle. phenomenon na ito ay lamang ng isang quantum likas na katangian, at ganap na salungat sa lahat ng mga batas at simulain ng classical mechanics. Higit pang mga kamangha-mangha mundo kung saan tayo nakatira.

Intindihin kung ano ay ang quantum tunneling epekto ay pinakamahusay sa halimbawa ng isang golf ball, tumatakbo na may ilang puwersa sa butas. Sa anumang panahon, ang kabuuang enerhiya ng ball ay upang kontrahin ang mga potensyal na puwersa ng grabidad. Sa pag-aakala na ang kinetiko enerhiya ay mababa sa ang puwersa ng grabidad, ang tinukoy na object ay hindi magagawang mag-iwan ng kanilang sariling na rin. Ngunit ito ay alinsunod sa mga batas ng klasikong pisika. Upang magtagumpay ang mga gilid ng hukay at magpatuloy sa kanyang paraan, siya ay tiyak na kailangan ng karagdagang angular momentum. Sa gayo'y nanghula ang mga dakilang Newton.

Sa kabuuan mundo, ang sitwasyon ay medyo iba. Ngayon ipagpalagay na ay isang kabuuan ng maliit na butil sa isang hole. Sa kasong ito magkakaroon kami ng upang pumunta ay hindi isang tunay na pisikal na depression sa lupa, at iyon physics ay conventionally tinatawag na "potensyal na rin". Sa magnitude na ito, mayroong isang analog ng pisikal na bahagi - ang enerhiya barrier. Narito ang sitwasyon ay nagbabago pinaka-kapansin-pansing. Upang maglagay ng tinatawag na transition quantum at ang mga particle ay sa labas ng harang, kailangan mong magkaroon ng isa pang kondisyon.

Kung ang intensity ng mga panlabas na patlang ay mas mababa sa ang mga potensyal na enerhiya ng isang maliit na butil, at pagkatapos ay ito ay may isang pagkakataon upang pagtagumpayan ang hadlang nang walang kinalaman sa taas nito. Kahit na siya ay may sapat na kinetiko enerhiya sa pag-unawa sa ni Nyuton physics. Ito ay pareho tunnel epekto. Ito ay gumagana tulad ng sumusunod. Quantum mechanics katangi paglalarawan ng anumang mga particle hindi sa pamamagitan ng ilang mga pisikal na dami, at sa pamamagitan ng wave function na kaugnay sa posibilidad ng lokasyon partikulo sa isang tiyak na punto sa espasyo sa bawat tiyak na oras unit.

Sa banggaan ng mga particle na may isang tiyak na barrier gamit ang Schrodinger equation maaaring kalkulahin ang posibilidad ng overcoming ito balakid. Dahil ang barrier ay hindi lamang enerhiya-lubhang kaganyak-ganyak wave function, ngunit din extinguishes ito exponentially. Sa ibang salita, sa mundo kabuuan, walang hindi malulutas balakid, ngunit lamang ng karagdagang mga kondisyon sa ilalim kung saan ang maliit na butil ay maaaring maging sa labas ng mga hadlang. Iba't ibang mga obstacles, siyempre, maiwasan ang mga kilusan ng mga particle, ngunit sa pamamagitan ng walang ibig sabihin nito ay solid tatagusan hangganan. Nang may pasubali pagsasalita, ang ganitong uri ng hangganan sa pagitan ng dalawang mundo - ang pisikal at enerhiya.

Ang tunnel na epekto ay may katapat nito sa nuclear physics - auto-ionization ng isang atom sa isang malakas na electric field. Mga halimbawa ng mga manifestations tunneling puspos na at solid physics ng estado. Kabilang dito ang mga patlang emission, ang migration ng valence electron, pati na rin ang mga epekto na nagaganap sa contact sa pagitan ng dalawang superconductors na pinaghihiwalay ng isang manipis dielectric film. Ito ay gumaganap ng isang mahalaga papel sa pagpapatupad ng tunneling maraming proseso ng kemikal sa mababa at cryogenic temperatura.