Tunelski efekt

Dio serije članaka o
Kvantnoj mehanici
${\displaystyle i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}|\psi (t)\rangle ={\hat {H}}|\psi (t)\rangle }$ Schrödingerova jednačina
Uvod Rječnik Historija Udžbenici
Pozadina Klasična mehanika Stara kvantna teorija Bra–ket notacija Hamiltonian Interferencija
Osnove Bornovo pravilo Comptonova talasna dužina Koherentnost Dekoherentnost Komplementarnost Energetski nivo Sprezanje Hamiltonian Princip neodređenosti Osnovno stanje Amplituda vjerovatnoće Raspodjela vjerovatnoće Interferencija Mjerenje Slabo mjerenje Nelokalnost Posmatrano Operator Kvant Kvantna fluktuacija Kvantni broj Kvantni šum Kvantno stanje Kvantni sistem Kvantna teleportacija Qubit Spin Superpozicija Kvantno vakuumsko stanje Simetrija (Spontani) prekid simetrije Vakuumsko stanje Širenje talasa Talasna funkcija Kolaps talasne funkcije Dualnost talas–čestica Talas materije Pravougaona potencijalna barijera Fockov prostor
Efekti Zeemanov efekt Starkov efekt Aharonov–Bohmov efekt Landauova kvantizacija Kvantni Hallov efekt Kvantni Zenonov efekt Tunelski efekt Fotoelektrični efekt Casimirov efekt
Eksperimenti Bellova nejednakost Davisson–Germer Dvostruki prorez Elitzur–Vaidman Franck–Hertz Leggett–Gargova nejednakost Mach–Zehnder Popper Kvantna gumica (odgođeni izbor) Schrödingerova mačka Stern–Gerlach Wheelerov odgođeni izbor
Formulacije Pregled Dinamične slike (Heisenberg; Interakcija; Schrödinger) Matrica Faza-prostor Zbir-preko-historija (integral-putanje)
Jednačine Dirac Hellmann–Feynman Klein–Gordon Lippmann–Schwinger Pauli Rydberg Schrödinger Funkcionalna integracija
Interpretacije Pregled Bayesanizam Dosljedne historije Copenhagen de Broglie–Bohm Ansambl Skrivena varijabla Mnogi svjetovi Objektivni kolaps Kvantna logika Relacijska Transakcijska
Napredne teme Hipoteza o termalizaciji vlastitog stanja Kvantno žarenje Kvantni haos Kvantni računar Kvantna geometrija Matrica gustoće Kvantna teorija polja Frakcijska kvantna mehanika Kvantna gravitacija Kvantna informacijska nauka Kvantno mašinsko učenje Teorija perturbacije (kvantna mehanika) Relativistička kvantna mehanika Teorija raspršenja Teorija vakuumskog superfluida Parametarska fluorescencija Kvantna statistička mehanika
Naučnici Aharonov Bell Blackett Bloch Bohm Bohr Born Bose de Broglie Candlin Compton Dirac Davisson Debye Ehrenfest Einstein Everett Fock Fermi Feynman Glauber Gutzwiller Heisenberg Hilbert Jordan Kramers Pauli Lamb Landau Laue Moseley Millikan Onnes Planck Rabi Raman Rydberg Schrödinger Sommerfeld von Neumann Weyl Wien Wigner Zeeman Zeilinger Goudsmit Uhlenbeck Yang
Kategorije Kvantna mehanika
p r u

Tunelski efekt^[1] ili tunelovanje pojava je u kojoj atomska čestica može savladati konačnu potencijalnu barijeru čak i kada je njena energija niža od visine (energije) barijere. Prema klasičnoj fizici, to bi bilo nemoguće, međutim, prema zakonima kvantne mehanike, to je moguće. Naprimjer, alfa-raspad se objašnjava preko tunelskog efekta kao prodiranje alfa čestice kroz potencijalnu barijeru nuklearnih sila. Tunelski efekt našao je tehničku primjenu u skenirajućem tunelskom mikroskopu.

Prvi ga je eksperimentalno opazio Robert Williams Wood 1897. posmatrajući kretanje elektrona u emisionom polju, ali ga nije uspio protumačiti. Istraživači u području radioaktivnog raspada još 1899. izražavali su nejasne sumnje u vezi s mogućnošću da se raspad događa zbog tunelskog efekta, što je teorijski opisao tek George Gamow 1929.^[2] nakon prethodnih otkrića Rutherforda i saradnika da je alfa čestica zapravo jezgro helija. Mada se otkriće ovog efekta pripisuje Gamowu (koji ga je tako i nazvao), prvi teorijski opis dao je 1926/27. Friedrich Hund za opisivanje izomerije kod molekula.

Tuneliranje igra bitnu ulogu u fizičkim fenomenima kao što su nuklearna fuzija^[3] i alfa radioaktivni raspad atomskih jezgri. Aplikacije tuneliranja uključuju tunelsku diodu,^[4] kvantno računanje, fleš memoriju i skenirajući tunelski mikroskop. Tuneliranje ograničava minimalnu veličinu uređaja koji se koriste u mikroelektronici jer elektroni lahko prolaze kroz izolacijske slojeve i tranzistore koji su tanji od oko 1 nm.^[5][6]

1. ^ "Quantum Tunnelling - Quantum Mechanics, Applications, FAQs". BYJUS (jezik: engleski). Pristupljeno 11. 11. 2023.
2. ^ "A Cosmic Journey: A History of Scientific Cosmology". history.aip.org. Pristupljeno 11. 11. 2023.
3. ^ Serway; Vuille (2008). College Physics. 2 (Eighth izd.). Belmont: Brooks/Cole. ISBN 978-0-495-55475-2.
4. ^ Taylor, J. (2004). Modern Physics for Scientists and Engineers. Prentice Hall. str. 234. ISBN 978-0-13-805715-2.
5. ^ "Quantum Computers Explained – Limits of Human Technology". youtube.com. Kurzgesagt. 2017-12-08. Arhivirano s originala 1. 7. 2024. Pristupljeno 2017-12-30.CS1 održavanje: bot: nepoznat status originalnog URL-a (link)
6. ^ "Quantum Effects At 7/5nm And Beyond". Semiconductor Engineering (jezik: engleski). Pristupljeno 2018-07-15.