Tunneleffekt, kvantemekanisk fænomen, hvor en partikel med en vis sandsynlighed kan bevæge sig ind i og igennem områder, der klassisk set er utilgængelige. Tunneleffekten er en konsekvens af den bølgemæssige natur af mikroskopiske partiklers bevægelse, som beskrives ved Schrödingerligningen.

I klassisk mekanik vil en partikel, som er omgivet af en energibarriere med højden V, kun kunne forlade dette område, hvis den har en energi E, som er større end V. Partiklens kvantemekaniske bølgenatur åbner imidlertid for den mulighed, at den kan slippe igennem energibarrieren, selv når E er mindre end V. Sandsynligheden for, at partiklen tunnelerer gennem barrieren, afhænger af energiforskellen VE og aftager eksponentielt med denne forskel.

Tunneleffekten forklarer, hvorfor radioaktive kerners henfald er en stokastisk proces, dvs. præget af tilfældighed. Den eksponentielle variation af sandsynligheden for tunneleffekten, sammen med en antagelse om kernepotentialets form, forklarer, hvorfor halveringstiden for et alfapartikelhenfald af forskellige kerner varierer fra 100 milliarder år til en milliontedel af et sekund.

Tunneleffekten udnyttes i en række elektroniske komponenter. En Josephson-kobling (se Josephson-effekt), hvor et tyndt normalmetalområde indsat mellem to superledere virker som en energibarriere for de superledende elektroner, er baseret på den kvantemekaniske tunneleffekt. Et andet eksempel er tunneldioden, hvor tunneleffekten bevirker, at strømmen gennem dioden i et vist interval aftager med voksende spænding over dioden.

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig