tunnelointitodennäköisyyttä

Tunnelointitodennäköisyys, tunnetaan myös nimellä kvanttitunneloituminen, on kvanttimekaniikan ilmiö, jossa hiukkanen voi läpäistä potentiaalivallin, vaikka sen energia olisi pienempi kuin vallin korkeus. Klassisen fysiikan mukaan tämä olisi mahdotonta. Kvanteissa hiukkasen käyttäytymistä kuvataan todennäköisyysaallolla, ja tunnelointitodennäköisyys kertoo sen, kuinka todennäköistä on, että hiukkanen löydetään potentiaalivallin toiselta puolelta.

Tunnelointitodennäköisyys riippuu useista tekijöistä. Tärkeimpiä ovat potentiaalivallin korkeus ja leveys sekä hiukkasen massa ja energia. Mitä korkeampi ja leveämpi valli on, sitä pienempi on tunnelointitodennäköisyys. Vastaavasti mitä raskaampi hiukkanen on ja mitä suurempi sen energia on (suhteessa vallin korkeuteen), sitä pienempi on todennäköisyys tunneloitua.

Tunnelointi on keskeinen ilmiö monissa luonnon prosesseissa ja teknologisissa sovelluksissa. Se selittää esimerkiksi radioaktiivisen hajoamisen, joissa alfahiukkaset tunkeutuvat atomin ytimen potentiaalivallin läpi. Elektronimikroskoopeissa hyödynnetään tunnelointivirtaa kuvantamisen mahdollistamiseksi. Myös puolijohdekomponenttien, kuten diodien ja transistorien, toiminnassa tunnelointi näyttelee merkittävää roolia. Ilmiön matemaattinen kuvaus perustuu Schrödingerin yhtälön ratkaisemiseen potentiaalivallin läsnä ollessa.