квантово тунелиране
квантово тунелиране. Едва ли сте опитвали да минете през стените у дома, но ако сте го направили, сигурно сте убедени, че това не е възможно. Съществуват обаче субатомни частици, които показват подобни характеристики и процеси като при квантовото тунелиране.
Екип от физици казва, че е възможно да се наблюдава квантово тунелиране, но с по-големи обекти, създадени от човека. Разбира се, тази теория ще се сблъска с огромни проблеми в очите на другите хора.
Тунелен преход, тунелен ефект - квантов механичен ефект на преминаване през класическото състояние на енергия (енергийна бариера). Процесът е като преминаване през тунел, поради което се нарича тунелиране. В класическата механика няма аналог.
Ако експериментът с по-големи обекти е успешен, това ще доведе до зашеметяващо откритие в толкова популярната днес квантова механика и свързаните с нея квантови системи. През 2010 г. група физици започнаха експеримент, който успя да доведе микроскопичен обект до състояние, което може да бъде обяснено само с помощта на квантовата механика. Забележително правило в квантовата механика е, че малък обект може да абсорбира енергия, но само в ограничени количества или кванти, и може буквално да бъде на две места едновременно.
Тези великолепни принципи са напълно доказани в експерименти с електрони, фотони, атоми и молекули. По ирония на съдбата, физиците никога не са виждали такива странни квантово-механични ефекти в движението на механично устройство. Сега Андрю Клеланд, Джон Мартинис и други колеги от Калифорнийския университет в Санта Барбара започнахапроект с механично устройство, което работи успешно, спазвайки основните правила в квантовата механика. Ако експериментът с тунелиране успее, това ще бъде много по-изненадващо откритие.
Как работи тунелирането? Представете си например, че един електрон изглежда като камъче и се намира в една от двете жлебове, разделени от хълм, което от своя страна създава ефект, подобен на електрическо поле. За да премине полето от един жлеб в друг, камъкът трябва да има достатъчно енергия. Ако има много малко енергия, тогава класическата физика твърди, че камъкът няма да се движи изобщо.
Да, но микроскопични частици като електрони с минимална енергия успяха да преминат кота. Квантовата механика обяснява тези частици като продълговати вълни и се оказва, че има възможност поне една от тях да премине през „тунела“ на хълма и да се материализира от другата страна. Но дори и да успее, електронът не може да „пътува“ твърде далеч между жлебовете.
Група финландски колеги казват, че е възможно да се повтори този процес с малка джаджа, която прилича на дъска за гмуркане, направена от графен, много здрав и гъвкав слой от въглерод с дебелина един атом. Те ще бъдат окачени на мембрана, която ще бъде малка, но много по-голяма от самите атоми и молекули върху метална повърхност. Когато водещите на този експеримент приложат електрическо напрежение, мембраната ще има две основни позиции: в едната ще се издуе леко в средата, а в другата ще се огъне достатъчно, за да осъществи контакт с металната повърхност. В този експериментелектричеството и механиката карат мембраната да създава енергийна бариера между тези две позиции. Ако учените успеят да намалят енергията на мембраната, да я охладят до по-малко от 1000 градуса над нулата, тогава единственият начин да се предаде нещо през нея ще бъде квантовото тунелиране. Само след успех учените ще могат да изследват промените в конфигурацията на мембраната, да се опитат да проследят възможни промени в потенциала на системата доколко тя може да съхранява електрически заряди. „За да намерим начин да достигнем тази ниска температура, трябва да минат няколко години, но екипът продължава да работи по този проект.“
Квантовото тунелиране е като Светия Граал, който учените се опитват да намерят в този експеримент, но не толкова лесно. Така че защо да не използваме квантовото тунелиране, за да преминем през стената? За съжаление, квантово-механичните изчисления показват, че за нещо толкова голямо като човек, вероятността е толкова ниска, че не можете да чакате до края на Вселената и вероятно няма да се озовете от другата страна.
Очакваме писма за мистериите на нашата планета, НЛО и минали цивилизации, тайните на Вселената, неизвестното и невероятното.