L'effet tunnel est un phénomène étonnant, totalement impossible du point de vue de la physique classique. Mais dans le monde quantique mystérieux et mystérieux, il existe des lois quelque peu différentes de l'interaction de la matière et de l'énergie. L'effet tunnel est un processus de franchissement d'une certaine barrière de potentiel par une particule élémentaire, à condition que son énergie soit inférieure à la hauteur de la barrière. Ce phénomène a une nature exclusivement quantique et contredit complètement toutes les lois et tous les dogmes de la mécanique classique. Plus le monde dans lequel nous vivons est incroyable.
Pour comprendre ce qu'est l'effet tunnel quantique, il est préférable d'utiliser l'exemple d'une balle de golf lancée avec une certaine force dans le trou. À n'importe quelle unité de temps, l'énergie totale de la balle s'oppose à la force potentielle de gravité. Si nous supposons que son énergie cinétique est inférieure à la force de gravité, alors la valeur indiquéel'objet ne pourra pas sortir du trou tout seul. Mais cela est conforme aux lois de la physique classique. Pour franchir le bord de la fosse et continuer son chemin, il aura certainement besoin d'une impulsion cinétique supplémentaire. Alors le grand Newton a parlé.
Dans le monde quantique, les choses sont quelque peu différentes. Supposons maintenant qu'il y ait une particule quantique dans le trou. Dans ce cas, on ne parlera plus d'un véritable approfondissement physique de la terre, mais de ce que les physiciens appellent classiquement un "trou de potentiel". Cette valeur a également un analogue de la carte physique - une barrière énergétique. C'est là que la situation change radicalement. Pour que la soi-disant transition quantique ait lieu et que la particule soit à l'extérieur de la barrière, une autre condition est nécessaire.
Si l'intensité du champ d'énergie externe est inférieure à l'énergie potentielle de la particule, alors elle a une réelle chance de franchir la barrière quelle que soit sa hauteur. Même s'il n'a pas assez d'énergie cinétique dans la compréhension de la physique newtonienne. C'est le même effet tunnel. Cela fonctionne comme suit. La mécanique quantique est caractérisée par la description de toute particule non pas à l'aide de certaines grandeurs physiques, mais au moyen d'une fonction d'onde associée à la probabilité que la particule soit située à un certain point de l'espace dans chaque unité de temps spécifique.
Lorsqu'une particule entre en collision avec une certaine barrière, en utilisant l'équation de Schrödinger, vous pouvez calculer la probabilité de surmonter cette barrière. Puisque la barrière n'est pas seulement énergétiquementabsorbe la fonction d'onde, mais l'amortit également de manière exponentielle. En d'autres termes, il n'y a pas d'obstacles insurmontables dans le monde quantique, mais seulement des conditions supplémentaires dans lesquelles une particule peut se trouver en dehors de ces barrières. Divers obstacles, bien sûr, interfèrent avec le mouvement des particules, mais ne sont en aucun cas des frontières solides et impénétrables. Toutes proportions gardées, c'est une sorte de frontière entre deux mondes - physique et énergétique.
L'effet tunnel a son analogue en physique nucléaire - l'autoionisation d'un atome dans un champ électrique puissant. La physique du solide regorge également d'exemples de la manifestation de l'effet tunnel. Ceux-ci incluent l'émission de champ, la migration des électrons de valence, ainsi que les effets qui surviennent au contact de deux supraconducteurs séparés par un film diélectrique mince. Le tunnelage joue un rôle exceptionnel dans la mise en œuvre de nombreux procédés chimiques à basses températures et cryogéniques.
