Niesamowita rzecz fizyki kwantowej: efekt tunelowania kwantowego

Jedną z najbardziej niesamowitych rzeczy w fizyce kwantowej jest efekt tunelowania kwantowego.

Wyobraź sobie, że masz piłkę tenisową, a z przodu znajduje się wysoka, gruba ściana.

Co się stanie, jeśli piłka tenisowa zostanie rzucona o ścianę?

Jasne odbicie.

Dopóki piłka zostanie wyrzucona z energią kinetyczną mniejszą niż energia potencjalna (siła) ściany, piłka nie będzie mogła przejść przez ścianę.

To powszechna rzecz w naszym świecie.

Ale historia rzucenia piłki tenisowej w tę ścianę byłaby inna o 180 stopni, gdybyśmy żyli w świecie kwantowym.

Tam piłka tenisowa może przebić ścianę.

Tak, dosłownie przenika, nawet jeśli energia z piłeczki tenisowej jest znacznie mniejsza niż siła ściany.

Czy to nie jest dziwne?

To nie jest fizyka kwantowa, jeśli nie jest dziwna.

kwantowy efekt przełomu nad wzgórzem

Jednym z prawdziwych dowodów tego kwantowego przełomu jest rozpad cząstek alfa z radioaktywnych jąder.

Przed uwolnieniem cząstki alfa były zamknięte w potencjale jądrowym 25 MeV. Chociaż ma tylko energię kinetyczną około 4 do 9 MeV.

A co powiesz na wypróbowanie tego.

Energia jest mniejsza niż potencjał hamujący.

W naszym świecie oczywiście te cząstki alfa nie będą w stanie nic zrobić.

Ale na szczęście żyje w królestwie kwantowym, więc ma okazję przebić się przez wysokie, grube ściany i możemy wykryć i wykorzystać obecność tych cząstek alfa.

przełomowy wpływ fizyki kwantowej na cząstki alfa

Czy to nie wspaniałe?

Ale jest jeszcze jedna interesująca rzecz.

OK, cząsteczki alfa mogą penetrować potencjalną ścianę jądra atomowego. Ale ile cząstek alfa może przeniknąć przez tę ścianę? Jakie są szanse na ucieczkę cząstki alfa?

Przeczytaj także: Kto powiedział, że słodzone mleko skondensowane nie ma mleka?

Bardzo mała wartość.

W porównaniu z ludzką skalą, cząsteczki alfa, które uciekły, próbowały przebić się przez potencjalną ścianę 10211021 razy na sekundę przez 10 lat!

Tak więc w tym przypadku fizyka kwantowa uczy, że okazja istnieje zawsze, dopóki próbujemy.

Ten artykuł opublikowałem wcześniej w Quora World.