מנהור קוונטי – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Assafav (שיחה | תרומות)
מאין תקציר עריכה
שורה 1:
'''מנהור קוונטי''' היא תופעה [[פיזיקה|פיזיקאלית]], מ[[מכניקת הקוונטים|תורת הקוונטים]], שלפיה חלקיק יכול, בהסתברות נמוכה, לעבור דרך מחסום פוטנציאל. בהמשלה, תופעת המנהור היא תופעה שבה אם נזרוק כדור על קיר, יש לו סיכוי לעבור דרך הקיר ולהופיע בצידו השני. ב[[מכניקה ניוטונית|מכניקה קלאסית]] התופעה איננה יכולה להתרחש: חלקיקים אינם יכולים להמצא באזור של מחסום פוטנציאל ואינם יכולים לעבור דרך מחסום הפוטנציאל. התופעה נובעת מאופיםמאופיים הגלי של החלקיקים (על פי תורת הקוונטים) ולכן ניתן לצפות אותה בתנאים שבהם מכניקת הקוונטים תקפה: עבור חלקיקים קטנים וטמפרטורות נמוכות.
 
זוהי תופעה גלית, שאינה קשורה דווקא למכניקת הקוונטים, הנקראת [[צימוד גלים כלים]] (evanescent wave coupling).
שורה 5:
[[קובץ:EffetTunnel.gif|שמאל|ממוזער|250px|סימולציה של תהליך המנהור. חלקיק מתקרב לקיר פוטנציאל, רוב פונקציית הגל של החלקיק מוחזרת על ידי הקיר, אולם חלק קטן ממנה מצליח לבצע מנהור דרך הקיר ולעבור לצדו השני.]]
 
[[קובץ:TunnelNumeric.gif|שמאל|ממוזער|250px| תהליך המנהור במקרה חד ממדי. בxב-x=0 ניצב קיר פוטנציאל דק,; ניתן לראות שלמרות הפוטנציאל הגבוה, כמחצית מפונקציית הגל של החלקיק מבצעת מנהור ועוברת את הקיר.]]
==הסבר התופעה==
על פי תורת הקוונטים חלקיק מתואר על ידי [[פונקציית גל]] המתארת את ההסתברות למצוא את החלקיק בכל מקום. בתוך מחסום פוטנציאל, מקום שעבורו באופן קלאסי חלקיק לא יכול להמצא, ההסתברות למצוא את החלקיק אכן נופלת במהירות, אבל מכיוון שפונקציית הגל היא [[רציפה]], אזי הפונקציה איננה יכולה לרדת ל-0 בבת אחת. במקום זאת היא דועכת בצורה אקספוננציאלית. מכאן שכאשר מחסום הפוטנציאל איננו רחב מידי פונקציית הגל של החלקיק לא תדעך דרכו ל-0 ולכן תהיה הסתברות כלשהי למצוא את החלקיק בעברו השני של מחסום הפוטנציאל.
 
לתופעה יש אנלוג קלאסי ב[[אופטיקה]]: ניקח חומר שאינו מעביר אור דרכו ואינו [[בליעת אור|בולע]], כלומר [[החזרת אור|מחזיר את כל האור]], וניצור פרוסה דקה ממנו. מבעד לפרוסה נקבל העברה חלקית של אור. ההסבר לכך הוא אותו ההסבר: אור הוא למעשה שדה חשמלי ומגנטי המתנדנדים בזמן. השדה החשמלי הוא פונקציה רציפה ולכן בכניסה לחומר השדה אינו יכול בבת אחת להתאפס, ובמקום זה הוא דועך בתוך החומר באופן אקספונציאליאקספוננציאלי. אם החומר הוא דק, אזי השדה החשמלי לא ידעך לגמרי ל-0 בתוך החומר ונקבל העברה של אור דרכו.
 
==היסטוריה==