Ваш телефон лежит на столе. Вы случайно смахиваете его рукой. Он падает. Ударяется об экран другого смартфона. И - проходит насквозь. Стекло цело. Телефон - по ту сторону.
Бред? В нашем мире - да. В мире электрона - обычный вторник.
Это и есть квантовое туннелирование. Феномен, от которого у здравого смысла сдают предохранители. Частица оказывается там, где ее быть не должно. Там, куда у нее, по всем классическим законам, не хватает энергии. Она не перепрыгивает барьер. Она проходит сквозь него. Как призрак.
Как?
Здесь нужно забыть про шарик. Электрон - это не крошечный бильярдный шар. Это больше похоже на размытое облако вероятности, на странную вибрацию. Физики называют это волновой функцией. Ее можно представить как специфическое дрожание пространства, которое говорит: «Объект может быть здесь. Или здесь. Или вот тут».
И вот это дрожание не обрывается резко на краю стены. Оно затухает. Но если стена (энергетический барьер) не бесконечно толстая, то хвостик этой вероятности - этот квантовый шлейф - просачивается на другую сторону. Частица как бы «прослушивается» сквозь преграду. Вероятность мала. Но она не ноль. А в квантовом мире всего, что не запрещено, рано или поздно случается.
Вы теперь не человек. Вы - электрон. Перед вами стена. Вы разбегаетесь, ударяетесь... и в 99,9999% случаев отскакиваете. Но в одной из миллиона попыток вы очнетесь, потирая лоб, уже в соседней комнате. Не помня, как оказались здесь. Стена цела.
Зачем нам это знать?
Спросите свой смартфон. Сердце его процессора - транзистор - работает благодаря туннелированию. Оно же позволяет записывать данные на флеш-накопитель. Без этого «призрачного» эффекта у нас не было бы современной электроники. Микросхемы просто не смогли бы стать такими маленькими и мощными.
Но это прошлое и настоящее. Будущее - еще страннее.
Ученые уже заставляют туннелировать не только электроны, но и атомы. Представьте химическую реакцию, которой для старта не нужно преодолевать «горку» энергии - она просто туннелирует к результату. Это может перевернуть создание новых материалов и лекарств.
А что, если туннелировать сможем мы? Фантастика. Пока. Но сам факт, что Вселенная в своих фундаментальных правилах допускает такую возможность, заставляет задуматься. Мир не такой жесткий и предсказуемый, как кажется. В его ткани есть лазейки.
Он полон невидимых дверей. И законы квантовой физики - набор ключей, которые мы только начинаем подбирать.
#квантовыймир #туннелирование #какэтоработает #наукапросто #будущееужездесь #физика #электроника #сверхвозможности
Еще больше статей в нашем Телеграм канале
