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क्वांटम टनलिंग

1927
  • Friedrich Hund
प्रयोगशाला में क्वांटम सुरंगण सिद्धांतों को प्रदर्शित करते हुए स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप।.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

क्वांटम यांत्रिकी की एक घटना जिसमें एक तरंग ऊर्जा अवरोध को पार कर सकती है। शास्त्रीय रूप से, एक कण जिसमें अवरोध को पार करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होती, वह परावर्तित हो जाता है। हालांकि, कणों की तरंग जैसी प्रकृति के कारण, इस बात की गैर-शून्य संभावना होती है कि कण अवरोध के दूसरी ओर प्रकट हो सकता है, प्रभावी रूप से इसके माध्यम से "सुरंग" कर सकता है।

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.

The probability of tunneling decreases exponentially with the thickness of the barrier and the square root of the barrier’s height and the particle’s mass. This is why tunneling is significant for microscopic particles like electrons but negligible for macroscopic objects. For example, in nuclear fusion within the Sun, protons do not have enough thermal energy to overcome their mutual electrostatic repulsion (the Coulomb barrier). Fusion is only possible because the protons can tunnel through this barrier, allowing the strong nuclear force to bind them together. Similarly, the scanning tunneling microscope (STM) works by measuring the tunneling current of electrons between a sharp metallic tip and a sample surface, allowing for imaging with atomic resolution.

UNESCO Nomenclature: 2210
क्वांटम भौतिकी

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • श्रोडिंगर समीकरण (1926)
  • तरंग-कण द्वैत
  • रेडियोधर्मिता (अल्फा क्षय) का अध्ययन
  • हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत (1927)

आवेदन

  • स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (एसटीएम)
  • इलेक्ट्रॉनिक्स में टनल डायोड
  • फ्लैश मेमोरी (फ्लोटिंग-गेट ट्रांजिस्टर)
  • तारों में नाभिकीय संलयन
  • परमाणु नाभिकों का अल्फा क्षय

पेटेंट:

NA

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संबंधित विषय: क्वांटम टनलिंग, तरंग फलन, संभावित अवरोध, स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप, परमाणु संलयन, अल्फा क्षय, क्वांटम यांत्रिकी, प्रायिकता।

ऐतिहासिक संदर्भ

क्वांटम टनलिंग

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

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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