מנהור קוונטי - איך יודעים?

gilpor

New member
מנהור קוונטי - איך יודעים?

אתחיל ואומר שאני מהנדס חשמל, אז יש לי רקע בסיסי בלבד בפיזיקה קוונטית. למיטב ידיעתי, מנהור קוונטי הוא התופעה שבה חלקיק עובר מחסום פוטנציאל, למרות שאין לו את האנרגיה הדרושה לעבור את המחסום. הסיבה לכך היא שהחלקיק הוא גם גל, וההסתברות להמצאו בכל מקום במרחב נתונה ע"י פונקציית הגל שלו. אם כן, קיימת הסתברות סופית שהוא ימצא "מעבר" למחסום, ולכן מדי פעם חלקיק נעלם מצד אחד של המחסום ומופיע מעבר לו, מבלי שעבר דרך המחסום, מעליו או מצדדיו אחת-שתיים-שלוש
. אם יש לי טעות עד כה, אנא תקנו אותי. נשאלתי כיצד יודעים שהחלקיק אכן מתנהג כפי שתארתי. כלומר, איך יודעים שהחלקיק שהופיע מעבר למחסום אינו חלקיק אחר? איך יודעים שאין סיבה אחרת לתופעה? ידוע לי שישנן תופעות פיזיקליות מדידות שניתן להסביר רק באמצעות תאוריית המנהור. האם זהו ההסבר לכך שכרגע תאוריית המנהור נחשבת "נכונה"? (ככל שתאוריה מדעית יכולה להחשב, כלומר עד שימצא מצב שבו היא לא תופסת). תודה מראש!
 

TotalCommnader

New member
תציב גלאי חלקיקים ותבצע את הניסוי על 100 אלף

חלקיקים. אם למשל חישוב פונקצית הגל יראה מינהור באחוז אחד מהפעמים הגלאי יגלה 1000 חלקיקים
 

Rtitan

New member
השמש...

בליבת השמש הטמפרטורה רק כ-14E6 מעלות. בטמפרטורה ובלחץ השוררים שם, לא אמור היה להתקיים היתוך מימן בקצב הדרוש, האפשרות לכך מוסברת באפקט המנהור. רק תוספת להסבר שלך: פונקצית הגל של חלקיק יכולה לתת את ההסתברות למציאתו בכל נקודה במרחב - ברגע שיש מחסום פוטנציאל, פונקציית הגל דועכת. אם המחסום בעל רוחב סופי, פונקציית הגל לא תדעך ל-0 מצידו השני וכך נותרת אפשרות למציאת החלקיק גם שם.
 
דיודת מנהור

דוגמה לתופעה שמבוססת על מנהור קוונטי היא דיודת אסקי (Esaki). זה צומת p-n עם סימום חזק מאד. זה יוצר מצב שבו אלקטרוני ערכיות מצד ה- n יכולים לעבור לצד ה-p ולהתאחד עם חורים. בשביל זה, כמובן, הם צריכים לעבור מחסום פוטנציאל. קצב המעבר גבוה בהרבה מאשר אם היית מניח רק עירור טרמי, ומסבירים את זה ע"י מנהור. כמובן, ההסבר הוא כמותי (כלומר, מחשבים את פונקציית הגל, ורואים כמה ממנה נמצאת מהצד השני של המחסום). זה בעצם דומה מאד לדוגמה של Rtitan, רק שזה בהתקן של מצב מוצק. אגב, לשאלה של האם החלקיק שהופיע מעבר למחסום אין משמעות - אלקטרונים הם חלקיקים זהים ואין אפשר להבדיל בינהם (מכאן נובעים כל מיני דברים, כמו עיקרון האיסור של פאולי).
 
למעלה