Press release: The 1973 Nobel Prize in Physics

1 fișă

1. 01

   O minge fără destulă energie nu urcă niciodată dealul. O particulă cuantică, fiindcă se poartă și ca o undă, are o mică șansă să apară dincolo de un zid pe care nu l-ar putea sări: asta e tunelarea, iar șansa scade foarte repede cu grosimea zidului, cu înălțimea lui și cu masa particulei.

   Press release: The 1973 Nobel Prize in Physics · 1973

   O particulă cuantică nu sare zidul și nu îl sparge: unda ei trece prin el slăbită, iar ce rămâne dincolo e o șansă.

   Gândește-te la o minge pe care o rostogolești spre un deal. Dacă nu are destulă viteză, urcă puțin, se oprește și se întoarce. Niciodată, nici măcar o dată la un milion de încercări, nu apare de partea cealaltă. Așa merge lumea mare, a bilelor, a mașinilor și a oamenilor. În lumea foarte mică, a electronilor și a protonilor, regula se schimbă. Acolo, o particulă care nu are destulă energie ca să treacă peste un obstacol are totuși o șansă mică să fie găsită dincolo de el. Fizicienii numesc asta tunelare, deși nu se sapă niciun tunel și zidul rămâne întreg. De ce se întâmplă? În lecțiile despre experimentul cu două fante am văzut că o particulă se poartă și ca o undă, iar unda îți spune unde e probabil s-o găsești. Când unda lovește un zid, nu se oprește brusc la suprafață. Intră puțin în zid și se stinge treptat, cam cum trece sunetul slăbit prin peretele vecinului. Dacă zidul e destul de subțire, din undă rămâne ceva și de partea cealaltă. Acel rest înseamnă o șansă reală ca particula să fie detectată dincolo. Analogia cu sunetul are o limită: sunetul ajunge mai încet, pe când particula care trece ajunge întreagă, cu toată energia ei. Nu trece „o bucată” de electron, ci electronul întreg, doar mai rar. Partea cea mai importantă e cât de repede scade șansa. Ea nu se înjumătățește când dublezi grosimea zidului, ci se prăbușește. Pentru un electron, fiecare strat în plus, gros cât un atom mic, împarte șansa la aproximativ zece. Contează și înălțimea zidului și, foarte mult, masa. Un proton, de aproape două mii de ori mai greu decât electronul, trece de nenumărate ori mai rar prin același zid. De aceea tunelarea se vede la electroni, la nucleele atomilor și în centrul stelelor, dar niciodată la o minge sau la un om care se lovește de un perete.

   “Aceste unde pot pătrunde printr-o barieră care ar fi o zonă interzisă dacă particula ar fi privită în mod clasic. Termenul de fenomen de tunelare se referă la această proprietate: particula „trece prin tunel” prin zona interzisă.”

   Deschide fișa →