สิ่งมหัศจรรย์ของฟิสิกส์ควอนตัม: ผลของอุโมงค์ควอนตัม

สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดอย่างหนึ่งในฟิสิกส์ควอนตัมคือผลของการขุดอุโมงค์ควอนตัม

ลองนึกภาพว่าคุณมีลูกเทนนิสและมีกำแพงสูงหนาอยู่ข้างหน้า

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าลูกเทนนิสถูกขว้างไปที่กำแพง?

เด้งแน่นอน.

ตราบใดที่ลูกบอลถูกโยนด้วยพลังงานจลน์ที่น้อยกว่าพลังงานศักย์ (ความแรง) ของกำแพงลูกบอลจะไม่สามารถผ่านกำแพงได้

เป็นเรื่องธรรมดาของโลกเรา

แต่เรื่องราวของลูกเทนนิสที่ถูกขว้างใส่กำแพงนี้จะแตกต่างกัน 180 องศาหากเราอาศัยอยู่ในโลกควอนตัม

ที่นั่นลูกเทนนิสสามารถทะลุกำแพงได้

ใช่มันแทรกซึมได้อย่างแท้จริงแม้ว่าพลังงานจากลูกเทนนิสจะน้อยกว่าความแข็งแรงของกำแพงมากก็ตาม

ไม่แปลกเหรอ?

ไม่ใช่ฟิสิกส์ควอนตัมถ้ามันไม่แปลก

ผลการพัฒนาควอนตัมเหนือเนินเขา

หนึ่งในหลักฐานที่ชัดเจนของเหตุการณ์การพัฒนาควอนตัมนี้คือการสลายตัวของอนุภาคแอลฟาจากนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสี

ก่อนที่จะถูกปล่อยออกมาอนุภาคแอลฟาถูก จำกัด ไว้ในศักยภาพนิวเคลียร์ 25 MeV ในขณะที่มีพลังงานจลน์ประมาณ 4 ถึง 9 MeV เท่านั้น

ลองแล้วเป็นอย่างไรบ้าง

พลังงานน้อยกว่าศักยภาพในการยับยั้ง

ในโลกของเราแน่นอนว่าอนุภาคแอลฟาเหล่านี้จะไม่สามารถทำอะไรได้

แต่โชคดีที่มันอาศัยอยู่ในดินแดนควอนตัมจึงมีโอกาสทะลุกำแพงสูงหนาทึบและเราสามารถตรวจจับและใช้ประโยชน์จากการมีอยู่ของอนุภาคแอลฟาเหล่านี้ได้

ผลกระทบที่แปลกใหม่ของฟิสิกส์ควอนตัมต่ออนุภาคแอลฟา

มันไม่ดีเหรอ?

แต่ยังมีอีกสิ่งหนึ่งที่น่าสนใจ

โอเคอนุภาคแอลฟาได้รับอนุญาตให้ทะลุผ่านผนังศักย์ของนิวเคลียสอะตอมได้ แต่อนุภาคแอลฟาทะลุกำแพงนี้ได้กี่ตัว? อะไรคือโอกาสที่อนุภาคอัลฟาจะหลุดรอด?

อ่านเพิ่มเติม: ใครบอกว่านมข้นหวานไม่มีนม?

ค่าน้อยมาก.

ถ้าเปรียบเทียบกับขนาดของมนุษย์อนุภาคแอลฟาที่หลุดรอดมาได้พยายามทะลุกำแพงศักย์ 10211021 ครั้งต่อวินาทีเป็นเวลา 10 ปี!

ดังนั้นในกรณีนี้ฟิสิกส์ควอนตัมสอนว่าโอกาสมีอยู่เสมอตราบเท่าที่เราพยายาม

บทความนี้ฉันเคยเผยแพร่บน Quora World