Квантовое туннелирование: как частица проходит классически запретный барьер

Схема к статье «Квантовое туннелирование: как частица проходит классически запретный барьер»: Не заём энергии, Барьер сравнивают с волновой функцией, В классической механике частица с энергией ниже… Статьи
Туннелирование - это процесс создания подземных ходов для проникновения вглубь или просачивания из одного места в другое. Узнайте о технологиях и методах прокладывания туннелей и подземных ходов.

Туннелирование не выдаёт частице энергию сверх сохранения.

В классической механике частица с энергией ниже вершины барьера отражается. В квантовой теории её состояние описывает волновая функция, которая не обрывается на границе и имеет малую амплитуду по другую сторону.

Вероятность прохождения обычно экспоненциально уменьшается с шириной барьера и зависит от массы частицы и разницы между её энергией и высотой барьера. Поэтому для электрона на нанометровом масштабе эффект заметен, а для мяча и стены — практически нулевой.

Не заём энергии

Прошедшая частица сохраняет ту же полную энергию. Популярная история о кратком займе по принципу неопределённости не нужна и вводит в заблуждение: стационарное уравнение даёт туннельный поток без нарушения сохранения.

Альфа-распад происходит, когда кластер туннелирует через ядерный кулоновский барьер. В звёздах тот же квантовый эффект позволяет ядрам сливаться при температурах ниже классической вершины. Сканирующий туннельный микроскоп измеряет ток, крайне чувствительный к расстоянию до поверхности; в микроэлектронике туннелирование создаёт утечки и лежит в основе работы некоторых диодов.

Время туннелирования имеет несколько операционных определений, но ни одно не позволяет передавать управляемый сигнал быстрее света. Во всех этих случаях измеряется статистика множества событий при сохранении энергии системы.

Оцените статью
Маяк Науки
Добавить комментарий

8 + 14 =

Маяк НаукиПроверенные объяснения о мире вокруг нас.