Efek terowongan adalah fenomena yang menakjubkan, sama sekali tidak mungkin dari sudut pandang fisika klasik. Tetapi di dunia kuantum yang misterius dan misterius, ada hukum interaksi materi dan energi yang agak berbeda. Efek terowongan adalah proses mengatasi penghalang potensial tertentu oleh partikel elementer, asalkan energinya kurang dari ketinggian penghalang. Fenomena ini memiliki sifat kuantum eksklusif dan sepenuhnya bertentangan dengan semua hukum dan dogma mekanika klasik. Semakin menakjubkan dunia yang kita tinggali.
Untuk memahami apa itu efek terowongan kuantum, yang terbaik adalah menggunakan contoh bola golf yang diluncurkan dengan kekuatan tertentu ke dalam lubang. Pada setiap satuan waktu, energi total bola berlawanan dengan gaya potensial gravitasi. Jika kita berasumsi bahwa energi kinetiknya lebih rendah daripada gaya gravitasi, maka yang ditunjukkanobjek tidak akan bisa meninggalkan lubang dengan sendirinya. Tapi ini sesuai dengan hukum fisika klasik. Untuk mengatasi tepi fossa dan melanjutkan perjalanannya, pasti akan membutuhkan dorongan kinetik tambahan. Jadi Newton yang hebat berbicara.
Di dunia kuantum, segalanya agak berbeda. Sekarang mari kita asumsikan bahwa ada partikel kuantum di dalam lubang. Dalam hal ini, kita tidak akan lagi berbicara tentang pendalaman fisik yang nyata di bumi, tetapi tentang apa yang oleh fisikawan secara konvensional disebut "lubang potensial". Nilai ini juga memiliki analog dengan papan fisik - penghalang energi. Di sinilah situasi berubah secara dramatis. Agar apa yang disebut transisi kuantum terjadi dan partikel berada di luar penghalang, diperlukan kondisi lain.
Jika intensitas medan energi luar lebih kecil dari energi potensial partikel, maka partikel memiliki peluang nyata untuk mengatasi penghalang berapa pun tingginya. Bahkan jika tidak memiliki energi kinetik yang cukup dalam pemahaman fisika Newton. Ini adalah efek terowongan yang sama. Ia bekerja sebagai berikut. Mekanika kuantum dicirikan oleh deskripsi partikel apa pun tidak dengan bantuan beberapa besaran fisik, tetapi melalui fungsi gelombang yang terkait dengan probabilitas partikel berada pada titik tertentu dalam ruang dalam setiap satuan waktu tertentu.
Ketika sebuah partikel bertabrakan dengan penghalang tertentu, menggunakan persamaan Schrödinger, Anda dapat menghitung peluang untuk mengatasi penghalang ini. Karena penghalang tidak hanya penuh semangatmenyerap fungsi gelombang, tetapi juga meredamnya secara eksponensial. Dengan kata lain, tidak ada hambatan yang tidak dapat diatasi di dunia kuantum, tetapi hanya kondisi tambahan di mana partikel dapat berada di luar hambatan ini. Berbagai rintangan, tentu saja, mengganggu pergerakan partikel, tetapi tidak berarti batas-batas padat yang tidak dapat ditembus. Secara relatif, ini adalah semacam batas antara dua dunia - fisik dan energi.
Efek terowongan memiliki analoginya dalam fisika nuklir - autoionisasi atom dalam medan listrik yang kuat. Fisika keadaan padat juga penuh dengan contoh manifestasi tunneling. Ini termasuk emisi medan, migrasi elektron valensi, serta efek yang muncul pada kontak dua superkonduktor yang dipisahkan oleh film dielektrik tipis. Tunneling memainkan peran luar biasa dalam penerapan berbagai proses kimia pada suhu rendah dan kriogenik.
