tunnelingtijd

Tunnelingtijd verwijst naar de tijd die een quantumdeeltje naar verwachting door een potentiële barrière tunnelt. In de quantummechanica is tijd geen algemene meetbare operator, waardoor er verschillende definities bestaan voor de duur van tunneling. De belangrijkste definities zijn: fase (Wigner) tijd, gedefinieerd als de afgeleide van de fase van de doorgangsamplitude ten opzichte van energie en geïnterpreteerd als een vertraging van het doorgelaten golfpakket; doeltijd (dwell time), de gemiddelde tijd die het deeltje in de barrière doorbrengt, ongeacht of het uiteindelijk doorgelaten of teruggekaatst wordt; Larmor-tijd, verkregen door een zwak magnetisch veld in de barrière en het precessie van de spin te meten; en de traversietijd van Buttiker-Landauer, geassocieerd met de tijd die nodig is om de barrière te passeren in een scattering-scenario.

Deze definities kunnen in verschillende situaties uiteenlopen, en in sommige berekeningen leidt het Hartman-effect tot een tijd die onafhankelijk is van de barrièredikte voor grote diktes. Dit heeft discussies opge­wekt over vermeende superluminale snelheden, hoewel causale informatieoverdracht altijd beperkt blijft door de lichtsnelheid.

Experimenten gebruiken vaak optische of microwawe-analogieën voor tunneling en ultrafakke pulsen om tijdsverschillen te bestuderen. Zulke systemen bieden inzicht in de verschillende tijdsconcepten, maar er bestaat geen eenduidige universele tunnelingtijd. In plaats daarvan blijft tunnelingtijd het bestaan van meerdere gerelateerde tijdschalen benadrukken, afhankelijk van de gebruikte definitie en meetcontext.