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量子隧穿效应,真实存在的粒子穿墙术,这是怎么做到的?

量子隧穿效应,真实存在的粒子穿墙术,这是怎么做到的?
2020年09月17日 10:57 新浪网 作者 丹丹的美食

  在我们人类的眼中,穿墙而过是不可能存在的,只有在神话故事中才可以,但是在微观世界中这就不是一个绝对了哦!

  

  量子隧穿效应,在量子物理学的世界中,微观粒子可以穿越障碍物,就算粒子的能量不足,这个几率也非常大,我们的科学家把这种粒子运动的现象叫做量子隧穿效应。

  

  量子隧穿效应的具体由来!

  

  要知道宇宙中任何事物,宇宙真空以及人类都是由粒子组成的,随着人类研究量子物理学的逐渐深入,我们发现了粒子的波粒二象性,通俗一点来说,粒子既有波的性质也有粒子的性质,这就给量子隧穿效应提供了理论基础,如果我们在加入薛定谔方程以后,我们就对粒子有了一个形象的认识。

  

  根据方程式的描述,当量子波遇到一个势垒后,它的振幅会发生改变,但是势垒的另一边的振幅并不一定是零,简单来说粒子是有几率穿墙而过的,这也从理论上解释了量子隧穿效应。

  粒子的作用力以及势垒,限定了粒子的运动轨迹,在我们空间中存在着势垒,因此当粒子穿越的时候,就要消耗一定的能量,如果能量不足那么就穿越不了势垒,但事实并不是这样的,量子隧穿效应的发现,让我们知道粒子就算能量不足也可以!

  

  量子隧穿效应是真实存在的么?

  

  答案是肯定的,早在一百多年前人类就发现了量子隧穿效应,但是当时人类发现的是量子隧穿效应一个具体表现,那就是“场电子发射”,当电子在不同的介质中,就会产生不同的反射效果,这其中就有量子隧穿发生,随着人类科技的发展进步,人类的科学家在α衰变中发现,原来原子核中的粒子就算是到了衰变后期,也可以从里面跑出来。

  

  这里涉及的也是量子隧穿效应,其实量子物理学虽然看起来听起来非常的神秘,但其实人类对于微观粒子的研究已经进入了一个新的阶段,一些实验室应用,实验室的样品已经做出,比如说利用量子隧穿效应的STM,这是一种全新的显微镜,它就可以清晰的定位原子,就是利用了粒子穿越后产生的隧道电流,从而形成肉眼可见的图像。

  

  量子物理学虽然现在是一个热门物理学科,但是量子物理学的研究早在几十年前就开始了,现在的量子物理学已经走到了科技前沿,比如说量子通行,量子计算机已经推出了实验版本,相信未来我们就可以实际应用到量子物理学带给我们的便利了。

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