Le tunneling quantique est un phénomène bizarre où une particule peut passer par une barrière potentielle même si elle n'a pas assez d'énergie pour le faire classiquement. Cela semble impossible selon la physique classique, mais c'est une partie bien établie de la mécanique quantique.
Voici la ventilation:
* Physique classique: Imaginez une balle roulant vers une colline. Si le ballon n'a pas assez d'énergie pour gravir la colline, il s'arrêtera simplement à la base.
* Mécanique quantique: Les particules quantiques, comme les électrons, sont décrites par des fonctions d'onde. Cela signifie qu'ils ont une probabilité d'être trouvés à certains endroits. Lors de la rencontre d'une barrière, la fonction d'onde ne s'arrête pas simplement, mais se désintègre de façon exponentielle dans la barrière.
* le tunnel: Il y a une probabilité non nulle que la fonction d'onde "fuit" à travers la barrière, et la particule apparaîtra de l'autre côté, comme si elle "tunait".
Facteurs affectant les tunnels:
* Hauteur de la barrière: Des barrières plus élevées entraînent une baisse des probabilités de tunneling.
* Largeur de la barrière: Des barrières plus larges entraînent également une baisse des probabilités de tunneling.
* Énergie des particules: Les particules d'énergie plus élevées ont plus de chances de tunnel.
* masse de particules: Les particules plus légères du tunnel plus facilement.
Exemples du monde réel:
* Fusion nucléaire: Les protons du soleil surmontent la répulsion électrostatique par le tunneling, la fusion pour former l'hélium et la libération d'énergie.
* Microscope à tunneling à balayage (STM): Cet instrument utilise un courant de tunneling pour créer des images incroyablement détaillées de surfaces à l'échelle atomique.
* Diodes et transistors: Ces composants électroniques reposent sur la tunneling pour leur fonctionnement.
la ligne de fond:
Le tunneling quantique est un phénomène quantique contre-intuitif mais bien établi où les particules peuvent passer par des barrières apparemment insurmontables, ce qui remet en question notre compréhension classique de la physique. Il a des implications profondes pour divers domaines, de l'astrophysique à l'électronique, et il continue de fasciner les scientifiques et les chercheurs.
