Efekat tunela je nevjerovatan fenomen, potpuno nemoguć sa stanovišta klasične fizike. Ali u tajanstvenom i misterioznom kvantnom svijetu postoje nešto drugačiji zakoni interakcije materije i energije. Tunelski efekat je proces prevladavanja određene potencijalne barijere elementarnom česticom, pod uslovom da je njena energija manja od visine barijere. Ovaj fenomen ima isključivo kvantnu prirodu i potpuno je u suprotnosti sa svim zakonima i dogmama klasične mehanike. Što je svijet nevjerovatniji u kojem živimo.
Da bismo razumjeli šta je efekat kvantnog tunela, najbolje je koristiti primjer loptice za golf lansirane s određenom silom u rupu. U bilo kojoj jedinici vremena, ukupna energija lopte je u suprotnosti sa potencijalnom silom gravitacije. Ako pretpostavimo da je njegova kinetička energija inferiorna od sile gravitacije, tada je naznačenoobjekat neće moći sam da napusti rupu. Ali to je u skladu sa zakonima klasične fizike. Da bi savladao rub jame i nastavio svojim putem, svakako će trebati dodatni kinetički impuls. Tako je govorio veliki Njutn.
U kvantnom svijetu stvari su nešto drugačije. Sada pretpostavimo da se u rupi nalazi kvantna čestica. U ovom slučaju više nećemo govoriti o stvarnom fizičkom produbljivanju u zemlji, već o onome što fizičari konvencionalno nazivaju "potencijalnom rupom". Ova vrijednost također ima analognu fizičku ploču - energetsku barijeru. Ovdje se situacija dramatično mijenja. Da bi se dogodila takozvana kvantna tranzicija i da bi čestica bila izvan barijere, neophodan je još jedan uslov.
Ako je intenzitet vanjskog energetskog polja manji od potencijalne energije čestice, tada ona ima realnu šansu da savlada barijeru bez obzira na njenu visinu. Čak i ako nema dovoljno kinetičke energije u razumijevanju Njutnove fizike. Ovo je isti efekat tunela. Radi na sljedeći način. Kvantnu mehaniku karakterizira opis bilo koje čestice ne uz pomoć nekih fizičkih veličina, već pomoću valne funkcije povezane s vjerovatnoćom da se čestica nalazi u određenoj tački prostora u svakoj određenoj jedinici vremena.
Kada se čestica sudari sa određenom barijerom, koristeći Schrödingerovu jednačinu, možete izračunati vjerovatnoću prevazilaženja ove barijere. Pošto barijera nije samo energetskaapsorbuje talasnu funkciju, ali je i eksponencijalno prigušuje. Drugim riječima, u kvantnom svijetu ne postoje nepremostive prepreke, već samo dodatni uvjeti pod kojima čestica može biti izvan ovih barijera. Razne prepreke, naravno, ometaju kretanje čestica, ali nikako nisu čvrste neprobojne granice. Relativno govoreći, ovo je neka vrsta granice između dva svijeta - fizičkog i energetskog.
Efekat tunela ima svoj analog u nuklearnoj fizici - autojonizaciju atoma u snažnom električnom polju. Fizika čvrstog stanja također obiluje primjerima manifestacije tuneliranja. To uključuje emisiju polja, migraciju valentnih elektrona, kao i efekte koji nastaju pri kontaktu dva supraprovodnika razdvojena tankim dielektričnim filmom. Tuneliranje igra izuzetnu ulogu u implementaciji brojnih hemijskih procesa na niskim i kriogenim temperaturama.
