O efeito túnel é um fenômeno incrível, completamente impossível do ponto de vista da física clássica. Mas no mundo quântico misterioso e misterioso, existem leis um tanto diferentes da interação da matéria e da energia. O efeito túnel é um processo de superação de uma certa barreira de potencial por uma partícula elementar, desde que sua energia seja menor que a altura da barreira. Este fenômeno tem uma natureza exclusivamente quântica e contradiz completamente todas as leis e dogmas da mecânica clássica. Quanto mais incrível o mundo em que vivemos.
Para entender o que é o efeito do túnel quântico, é melhor usar o exemplo de uma bola de golfe lançada com alguma força no buraco. Em qualquer unidade de tempo, a energia total da bola está em oposição à força potencial da gravidade. Se assumirmos que sua energia cinética é inferior à força da gravidade, então o valor indicadoo objeto não poderá sair do buraco por conta própria. Mas isso está de acordo com as leis da física clássica. Para superar a borda da fossa e continuar seu caminho, definitivamente precisará de um impulso cinético adicional. Então o grande Newton falou.
No mundo quântico, as coisas são um pouco diferentes. Agora vamos supor que há uma partícula quântica no buraco. Neste caso, não estaremos mais falando de um verdadeiro aprofundamento físico na Terra, mas do que os físicos convencionou chamar de “buraco potencial”. Este valor também tem um análogo da placa física - uma barreira de energia. É aqui que a situação muda drasticamente. Para que a chamada transição quântica ocorra e a partícula fique fora da barreira, outra condição é necessária.
Se a intensidade do campo de energia externa for menor que a energia potencial da partícula, então ela tem uma chance real de superar a barreira, independentemente de sua altura. Mesmo que não tenha energia cinética suficiente no entendimento da física newtoniana. Este é o mesmo efeito túnel. Funciona da seguinte forma. A mecânica quântica é caracterizada pela descrição de qualquer partícula não com a ajuda de algumas quantidades físicas, mas por meio de uma função de onda associada à probabilidade da partícula estar localizada em um determinado ponto do espaço em cada unidade de tempo específica.
Quando uma partícula colide com uma certa barreira, usando a equação de Schrödinger, você pode calcular a probabilidade de superar essa barreira. Uma vez que a barreira não é apenas energeticamenteabsorve a função de onda, mas também a amortece exponencialmente. Em outras palavras, não há obstáculos intransponíveis no mundo quântico, mas apenas condições adicionais sob as quais uma partícula pode estar fora dessas barreiras. Vários obstáculos, é claro, interferem no movimento das partículas, mas de modo algum são limites sólidos e impenetráveis. Relativamente falando, este é um tipo de fronteira entre dois mundos - físico e energético.
O efeito túnel tem seu análogo na física nuclear - a autoionização de um átomo em um poderoso campo elétrico. A física do estado sólido também está repleta de exemplos da manifestação de tunelamento. Estes incluem emissão de campo, migração de elétrons de valência, bem como efeitos que surgem no contato de dois supercondutores separados por um fino filme dielétrico. O tunelamento desempenha um papel excepcional na implementação de vários processos químicos em temperaturas baixas e criogênicas.
