Efekt tunelu je úžasný fenomén, z hlediska klasické fyziky zcela nemožný. Ale v tajemném a tajemném kvantovém světě existují poněkud jiné zákony vzájemného působení hmoty a energie. Tunelový efekt je proces překonání určité potenciální bariéry elementární částicí za předpokladu, že její energie je menší než výška bariéry. Tento jev má výhradně kvantovou povahu a zcela odporuje všem zákonům a dogmatům klasické mechaniky. O to úžasnější je svět, ve kterém žijeme.
Abyste pochopili, co je efekt kvantového tunelu, je nejlepší použít příklad golfového míčku vypuštěného určitou silou do jamky. V jakékoli časové jednotce je celková energie míče v opozici k potenciální gravitační síle. Pokud předpokládáme, že jeho kinetická energie je nižší než gravitační síla, pak je indikovánoobjekt nebude schopen sám opustit díru. Ale to je v souladu se zákony klasické fyziky. K překonání okraje fossa a pokračování v cestě bude určitě potřebovat další kinetický impuls. Takže velký Newton promluvil.
V kvantovém světě jsou věci poněkud odlišné. Nyní předpokládejme, že v díře je kvantová částice. V tomto případě už nebudeme mluvit o skutečném fyzickém prohloubení v zemi, ale o tom, co fyzici konvenčně nazývají „potenciální dírou“. Tato hodnota má také obdobu fyzické desky – energetickou bariéru. Zde se situace dramaticky mění. Aby došlo k takzvanému kvantovému přechodu a částice byla mimo bariéru, je nutná další podmínka.
Pokud je intenzita vnějšího energetického pole menší než potenciální energie částice, pak má reálnou šanci překonat bariéru bez ohledu na její výšku. I když nemá dostatek kinetické energie v chápání newtonovské fyziky. Toto je stejný tunelový efekt. Funguje následovně. Kvantová mechanika se vyznačuje popisem jakékoli částice nikoli pomocí nějakých fyzikálních veličin, ale pomocí vlnové funkce spojené s pravděpodobností umístění částice v určitém bodě prostoru v každé konkrétní časové jednotce.
Když se částice srazí s určitou bariérou, pomocí Schrödingerovy rovnice můžete vypočítat pravděpodobnost překonání této bariéry. Vzhledem k tomu, bariéra není jen energetickyabsorbuje vlnovou funkci, ale také ji exponenciálně tlumí. Jinými slovy, v kvantovém světě neexistují žádné nepřekonatelné překážky, ale pouze dodatečné podmínky, za kterých může být částice mimo tyto bariéry. Různé překážky samozřejmě narušují pohyb částic, ale v žádném případě nejde o pevné neprostupné hranice. Relativně vzato jde o jakousi hranici mezi dvěma světy – fyzickým a energetickým.
Tunelový efekt má v jaderné fyzice obdobu – autoionizaci atomu v silném elektrickém poli. Fyzika pevných látek také oplývá příklady projevu tunelování. Patří mezi ně emise pole, migrace valenčních elektronů a také efekty, které vznikají při kontaktu dvou supravodičů oddělených tenkým dielektrickým filmem. Tunelování hraje výjimečnou roli při provádění mnoha chemických procesů při nízkých a kryogenních teplotách.
