Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » النفق الكمي

النفق الكمي

1927
  • Friedrich Hund
مجهر المسح النفقي الماسح في بيئة مخبرية توضح مبادئ النفق الكمي.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

ظاهرة ميكانيكا الكم حيث يمكن للدالة الموجية أن تنتشر عبر حاجز طاقة كامنة. من الناحية الكلاسيكية، ينعكس الجسيم الذي يفتقر إلى الطاقة الكافية لتخطي الحاجز. ولكن، بسبب الطبيعة الموجية للجسيمات الشبيهة بالموجات، هناك احتمال غير صفري بأن الجسيم يمكن أن يظهر على الجانب الآخر من الحاجز، أي "يعبر نفقًا" من خلاله.

Quantum tunneling is a direct consequence of the Heisenberg uncertainty principle and the probabilistic nature of a particle’s location described by its wavefunction. When a particle’s wavefunction encounters a potential barrier, it does not abruptly drop to zero. Instead, it decays exponentially inside the barrier. If the barrier is thin enough, the wavefunction can have a small but non-zero amplitude on the other side. Since the probability of finding the particle is related to the square of the wavefunction’s amplitude, there is a finite probability of the particle being detected on the far side of the barrier.

يتناقص احتمال حدوث النفق أسيًا مع سُمك الحاجز والجذر التربيعي لارتفاع الحاجز وكتلة الجسيم. وهذا هو السبب في أن النفق مهم للجسيمات المجهرية مثل الإلكترونات ولكنه ضئيل بالنسبة للجسيمات العيانية. على سبيل المثال، في الاندماج النووي داخل الشمس، لا تمتلك البروتونات طاقة حرارية كافية للتغلب على التنافر الكهروستاتيكي المتبادل (حاجز كولوم). ولا يمكن حدوث الاندماج إلا لأن البروتونات يمكن أن تمر عبر هذا الحاجز، مما يسمح للقوة النووية القوية بربطها معًا. وبالمثل، يعمل المجهر النفقي الماسح الضوئي (STM) عن طريق قياس التيار النفقي للإلكترونات بين طرف معدني حاد وسطح العينة، مما يسمح بالتصوير بدقة ذرية.

UNESCO Nomenclature: 2210
- فيزياء الكم

يكتب

النظام التجريدي

الاضطراب

كبير

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • Schrödinger equation (1926)
  • ازدواجية الموجة والجسيم
  • دراسات النشاط الإشعاعي (اضمحلال ألفا)
  • مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ (1927)

التطبيقات

  • المجهر النفقي الماسح الضوئي (STM)
  • الصمامات الثنائية النفقية في الإلكترونيات
  • ذاكرة فلاش (ترانزستورات البوابة العائمة)
  • الاندماج النووي في النجوم
  • اضمحلال ألفا النوى الذرية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: النفق الكمي، الدالة الموجية، حاجز الجهد، مجهر المسح النفقي، الاندماج النووي، اضمحلال ألفا، ميكانيكا الكم، الاحتمالات.

السياق التاريخي

النفق الكمي

1925
1926
1927
1927
1930
1930
1930
1925
1926
1926
1927
1930
1930
1930
1931

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.