De tunnel effekt: op 'e râne fan' e wrâlden

De tunnel effekt - in ferrassende ferskynsel, is it ûnmooglik út it stânpunt fan de klassike natuerkunde. Mar yn in heimsinnige en mysterieuze kwantum wrâld, binne der ferskate oare wetten fan de ynteraksje fan matearje en enerzjy. De tunnel effekt is it proses oerwinnen de elemintêre dieltsje fan in potinsjele barriêre ûnder de betingst dat de enerzjy is minder as de hichte fan de behinderingen. Dit ferskynsel hat mar in kwantum natuer, en folslein yn striid mei alle wetten en oardielen fan klassike meganika. Ferrassender wrâld dêr't wy yn libje.

Wat is it kwantum tunneling effekt is bêste op it foarbyld fan in golf bal, rint mei wat krêft yn 'e gat. Op elts iene kear, de totale enerzjy fan de bal is om tsjin de mooglike swiertekrêft. Stel dat syn Kinetic enerzjy is onderdoen oan de swiertekrêft, de oantsjutte foarwerp is net by steat om te litte harren eigen goed. Mar it is yn oerienstimming mei de wetten fan de klassike natuerkunde. Te oerwinnen de râne fan 'e kûle, en fierder op syn paad, hy sil perfoarst nedich ekstra angular feart. Sa profetearren de grutte Newton.

Yn de kwantum wrâld, de situaasje is wat oars. No tink dat wie in kwantum dieltsje yn in gat. Yn dat gefal sille wy moatte gean is net in echte fysyk depresje yn 'e grûn, en dat fysika is konvinsjoneel neamd "potinsjele well". Op dit omfang, binne der in analooch fan it fysyk kant - de enerzjy barriêre. Hjir de situaasje feroaret meast dramatysk. Ta it pleatsen fan de saneamde kwantum oergong en it dieltsje wie bûten de barrière, jo moatte in oare betingst.

As de yntinsiteit fan 'e eksterne fjild is minder as de potinsjele enerzjy fan in dieltsje, dan hat in kans om te oerwinnen de kearing nettsjinsteande syn hichte. Sels as se hat genôch Kinetic enerzjy yn it begripen fan Newtonian natuerkunde. Dit is itselde tunnel effekt. It wurket as folget. Kwantummeganika karakteristike beskriuwing fan alle dieltsjes net troch guon fysike hoeveelheden, en troch wave funksje ferbûn mei kâns op dieltsje lokaasje yn in bepaald punt yn de romte yn elke spesifike kear ienheid.

Yn de oanriding dieltsjes mei in bepaalde barriêre mei help fan de Schrodinger fergeliking kinne de kâns oerwinnen dizze hindernis. Sûnt De dyk is net allinnich enerzjy-absorbing wave funksje, mar ek dwêstet it exponentially. Mei oare wurden, yn it kwantum wrâld, der is gjin insurmountable obstakel, mar allinnich oanfoljende betingsten dêr't de dieltsje kin wêze bûten fan dy drompels. Ferskate obstakels, fansels, foarkomme de beweging fan dieltsjes, mar troch gjin middels binne bêst impermeable grinzen. Conditionally praten, dit soarte fan grins tusken twa wrâlden - de fysike en enerzjy.

De tunnel effekt hat syn tsjinhinger yn nukleêre natuerkunde - auto-Ionisaasje fan in atoom yn in sterk elektrysk fjild. Foarbylden fan manifestaasjes tunneling replete en bêst steat natuerkunde. Te tinken falt fjild útstjit, de migraasje fan Valance elektroanen, en ek effekten dy't foarkomme by it kontakt tusken twa superconductors skieden troch in tinne dielectric film. It spilet in krúsjale rol by de útfiering fan tunneling tal fan gemyske prosessen yn leech en Cryogenic temperatueren.