kvanttilukuyhdistelmällä

Kvanttilukuyhdiste eli kvanttitunneli on ilmiö kvanttimekaniikassa, jossa hiukkasella on epätodennäköisyys päästä potentiaalivallin läpi, vaikka sen energia olisi pienempi kuin vallin korkeus. Klassisessa fysiikassa tällainen liike olisi mahdotonta, mutta kvanttimekaniikan aalto-hiukkasdualismin vuoksi hiukkasella on aalto-ominaisuus. Tämä aalto ei välttämättä lopu kokonaan potentiaalivalliin, vaan sen amplitudi pienenee eksponentiaalisesti vallin sisällä. Jos valli on riittävän kapea, aallolla on nollasta poikkeava amplitudi myös vallin toisella puolella, mikä tarkoittaa, että hiukkanen voi löytyä sieltä.

Kvanttitunnelointi on perustavanlaatuinen kvanttimekaaninen ilmiö, joka selittää monia luonnossa ja teknologiassa esiintyviä prosesseja. Esimerkkejä ovat radioaktiivinen hajoaminen, alfahajoaminen, tunnelidiodien toiminta puolijohteissa ja elektronimikroskoopin toimintaperiaate. Ilman kvanttitunnelointia monet nykyteknologiat, kuten transistoreiden ja muiden puolijohdekomponenttien toiminta, eivät olisi mahdollisia. Myös ydinreaktioiden ja tähtien energiantuotannon ymmärtäminen perustuu osittain kvanttitunneloinnin käsitteeseen. Ilmiön todennäköisyys riippuu vallin korkeudesta ja leveydestä sekä hiukkasen massasta ja energiasta. Mitä korkeampi ja leveämpi valli on, ja mitä raskaampi hiukkanen on, sitä epätodennäköisempää tunnelointi on.