量子隧穿效應，真實存在的粒子穿牆術

2020-10-09 宇宙及宇宙外讀者

在我們人類的眼中，穿牆而過是不可能存在的，只有在神話故事中才可以，但是在微觀世界中這就不是一個絕對了哦！

量子隧穿效應，在量子物理學的世界中，微觀粒子可以穿越障礙物，就算粒子的能量不足，這個機率也非常大，我們的科學家把這種粒子運動的現象叫做量子隧穿效應。

量子隧穿效應的具體由來！

要知道宇宙中任何事物，宇宙真空以及人類都是由粒子組成的，隨著人類研究量子物理學的逐漸深入，我們發現了粒子的波粒二象性，通俗一點來說，粒子既有波的性質也有粒子的性質，這就給量子隧穿效應提供了理論基礎，如果我們在加入薛丁格方程以後，我們就對粒子有了一個形象的認識。

根據方程式的描述，當量子波遇到一個勢壘後，它的振幅會發生改變，但是勢壘的另一邊的振幅並不一定是零，簡單來說粒子是有機率穿牆而過的，這也從理論上解釋了量子隧穿效應。

粒子的作用力以及勢壘，限定了粒子的運動軌跡，在我們空間中存在著勢壘，因此當粒子穿越的時候，就要消耗一定的能量，如果能量不足那麼就穿越不了勢壘，但事實並不是這樣的，量子隧穿效應的發現，讓我們知道粒子就算能量不足也可以！

量子隧穿效應是真實存在的麼？

答案是肯定的，早在一百多年前人類就發現了量子隧穿效應，但是當時人類發現的是量子隧穿效應一個具體表現，那就是「場電子發射」，當電子在不同的介質中，就會產生不同的反射效果，這其中就有量子隧穿發生，隨著人類科技的發展進步，人類的科學家在α衰變中發現，原來原子核中的粒子就算是到了衰變後期，也可以從裡面跑出來。

這裡涉及的也是量子隧穿效應，其實量子物理學雖然看起來聽起來非常的神秘，但其實人類對於微觀粒子的研究已經進入了一個新的階段，一些實驗室應用，實驗室的樣品已經做出，比如說利用量子隧穿效應的STM，這是一種全新的顯微鏡，它就可以清晰的定位原子，就是利用了粒子穿越後產生的隧道電流，從而形成肉眼可見的圖像。

量子物理學雖然現在是一個熱門物理學科，但是量子物理學的研究早在幾十年前就開始了，現在的量子物理學已經走到了科技前沿，比如說量子通行，量子計算機已經推出了實驗版本，相信未來我們就可以實際應用到量子物理學帶給我們的便利了。

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  • 量子隧穿效應,真實存在的粒子穿牆術,這是怎麼做到的?
    量子隧穿效應，在量子物理學的世界中，微觀粒子可以穿越障礙物，就算粒子的能量不足，這個機率也非常大，我們的科學家把這種粒子運動的現象叫做量子隧穿效應。量子隧穿效應的具體由來！要知道宇宙中任何事物，宇宙真空以及人類都是由粒子組成的，隨著人類研究量子物理學的逐漸深入，我們發現了粒子的波粒二象性，通俗一點來說，粒子既有波的性質也有粒子的性質，這就給量子隧穿效應提供了理論基礎，如果我們在加入薛丁格方程以後，我們就對粒子有了一個形象的認識。
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    然而在微觀世界，「量子穿牆術」時刻在發生。                            一個人要到達一座山的另一邊，需要從山腳爬到山頂，又從山頂下到另一邊山腳。但是，如果你是一個「量子人」，就不用那樣費勁，可以直接穿山而過。一個微觀粒子，能夠穿透比它強得多的能量壁壘，就好像有人幫它挖了一個隧道似的，所以這種效應被科學家趣稱為隧道效應，或者稱為量子隧穿效應。
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    很快，著名的物理學家伽莫夫發表了一篇關於量子隧穿現象的論文，他認為所有這些都與粒子有關，粒子能在脫離原子核的束縛之後，穿過原子核，伽莫夫通過大量的實驗證實了量子隧穿現象，並根據薛丁格方程推導出了著名的蓋革-努塔爾定律。
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    Hartman 發現，在量子隧穿中，屏障似乎是捷徑。當有粒子發生量子隧穿時，與沒有障礙物的情況相比，花費的時間更少。更令人驚訝的是，他計算得出，屏障增厚幾乎不會增加粒子穿過它的時間。這意味著，在具有足夠厚的屏障的情況下，粒子可以比在相同距離內穿過空間的光線更快地從一側穿到另一側。簡而言之，量子隧穿似乎比光速更快，這在物理上是不可能的。
  • 量子物理學:肉絲死亡意識不滅,穿牆術不是天方夜譚
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  • 量子隧穿及它的作用
    據報導，兩位科學家聲稱，利用量子隧穿效應，找到了讓光突破自己速度限制的方法。兩位科學家的實驗是讓微波光粒子通過兩個稜鏡並進行觀測得出。當兩個稜鏡分開時，大部分粒子都被第一個稜鏡反射然後被探測器發現。但是，他們發現，有部分粒子卻「隧穿」過了兩個稜鏡之間的間隙並被第二個稜鏡反射回到探測器。儘管這部分粒子比大部分粒子穿越的距離要長，但是，兩部分粒子卻是同時被探測器發現。
  • 數學中的量子隧穿效應
    在量子力學中，電子等微觀粒子穿過「牆壁」的現象，就是量子隧穿效應
  • ​量子隧穿展示了粒子是如何打破光速的
    Hartman 發現，在量子隧穿中，屏障似乎是捷徑。當有粒子發生量子隧穿時，與沒有障礙物的情況相比，花費的時間更少。更令人驚訝的是，他計算得出，屏障增厚幾乎不會增加粒子穿過它的時間。這意味著，在具有足夠厚的屏障的情況下，粒子可以比在相同距離內穿過空間的光線更快地從一側穿到另一側。
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