Квантовые туннели позволяют частицам преодолевать барьер световых скоростей
![Квантовые туннели позволяют частицам преодолевать барьер световых скоростей](/uploads/posts/2024-05/quantum-tunnel_time_faster-than-light-speed_1m-960x640.jpg)
В увлекательном царстве квантовой физики частицы, кажется, не подчиняются законам классической механики, демонстрируя удивительные явления, которые бросают вызов нашему пониманию Вселенной. Одним из таких явлений является квантовое туннелирование.
В квантовых туннелях частицы движутся быстрее скорости света, нарушая, казалось бы, фундаментальные правила, установленные теорией относительности Эйнштейна.
Переопределение времени в квантовом мире
Однако группа физиков из ТУ Дармштадта предложила новый метод измерения времени, необходимого частицам для туннелирования, предположив, что предыдущие эксперименты могут быть неточными.
Патрик Шах и Энно Гизе, физики из ТУ Дармштадта, опубликовали план своего новаторского эксперимента в престижном журнале Science Advances.
Их подход направлен на переопределение понятия «время» для туннелирующей частицы с учетом квантовой природы этого явления.
Первый шаг: Понимание квантовых туннелей
Квантовое туннелирование - это явление в квантовой механике, когда частица, например электрон, проходит через потенциальный энергетический барьер, который она классически не может преодолеть.
В классической физике, если частица не обладает достаточной энергией для преодоления барьера, она просто отскакивает назад или останавливается.
Однако в квантовой механике частицы проявляют волнообразные свойства, и существует вероятность того, что частица может «туннелировать» через барьер, даже если ей не хватает энергии, чтобы преодолеть его классическим способом.
Вот несколько ключевых моментов, которые следует понимать о квантовых туннелях:
Дуализм «волна-частица
Частицы в квантовой механике обладают свойствами как волны, так и частицы. Волновая природа частиц позволяет им демонстрировать поведение, невозможное в классической физике.
Квантовые туннели и вероятность
Вероятность туннелирования частицы через барьер зависит от таких факторов, как ширина и высота барьера, а также энергия частицы.
Сохранение энергии
Квантовое туннелирование не нарушает закон сохранения энергии. Частица не получает и не теряет энергию во время туннелирования. Вместо этого она появляется по другую сторону барьера с той же энергией, что и раньше.
Применение квантовых туннелей
Квантовое туннелирование имеет множество практических применений, включая сканирующую туннельную микроскопию (СТМ), которая позволяет ученым получать изображения поверхностей на атомном уровне, и флэш-накопители, использующие квантовое туннелирование для хранения и доступа к данным.
Радиоактивный распад
Квантовое туннелирование также играет роль в радиоактивном распаде, когда частицы покидают ядро атома, не имея достаточной энергии для преодоления ядерного потенциального барьера.
![Новый дизайн квантовых компьютеров делает их более "полезными"](/uploads/posts/2024-02/quantum-computer_new-design_quantum-simulator_1m-960x640.jpg)
![Ученые ошеломили новой теорией о происхождении Вселенной](/uploads/posts/2020-08/1597829259_83065715.png)
![Частицы, нарушающие законы физики: удивительное открытие в Антарктиде](/uploads/posts/2020-02/1582296232_a739b1bc910b63c16c3a98a73e314d22.jpg)
![Ряд учёных заявили, что нашей Вселенной не существует](/uploads/posts/2018-08/1534978480_54367493.jpg)
![Физик из НАСА заявила, что путешествия во времени возможны](/uploads/posts/2020-09/1599814155_08007848.jpg)
![Квантовый компьютер может мгновенно выполнить задачу, которая обычно занимает 47 лет](/uploads/posts/2023-07/quantum-computer2-960x640.jpg)
![Учёные сообщили, что из недр Земли исходят «призрачные частицы»](/uploads/posts/2020-02/1581791454_301064-alexfas01.jpg)
![Огромный крест появился в небе над Италией](/uploads/posts/2018-08/1533390551_60356462.jpg)