Kvanttunneldumine

Kvanttunneldumine on kvantmehaaniline nähtus, mis kirjeldab osakese läbipääsu läbi potentsiaalbarjääri, millest ületamiseks tal klassikalises füüsikas ei piisaks energiat. Kui osakese laineimpulss on kitsam kui potentsiaalbarjäär, on olemas mitte null tõenäosus, et osake võib ilmuda barjääri teisel poolel, justkui oleks ta "tunneli" läbinud. See fenomen on otseselt seotud osakese lainelise looduse ja Hegeli määramatuse printsiipiga.

Kvanttunneldumise tõenäosus sõltub mitmest tegurist, sealhulgas barjääri kõrgusest ja paksusest ning tunnelduva osakese massist ja energiast. Mida kõrgem ja paksem on barjäär, seda väiksem on tunnelduse tõenäosus. Samamoodi, mida suurem on osakese mass ja mida väiksem on selle energia võrreldes barjääriga, seda väiksem on tõenäosus.

See nähtus ei ole pelgalt teoreetiline kontseptsioon, vaid sellel on mitmeid praktilisi rakendusi. Üks tuntumaid näiteid on elektronmikroskoopia, kus skaneeriv tunnelmikroskoop (STM) kasutab tunneldusefekti materjalide pinna kujutiste loomiseks. Pooljuhtmaterjalides esinevad dioodid ja transistorid tuginevad samuti kvanttunneldusele. Lisaks on kvanttunneldumisel tähtsus radioaktiivse lagunemise ja termotuumasünteesi mõistmisel.