Przez pięć barier

Fizycy z Innsbrucku zaobserwowali zjawisko tunelowania kwantowego przez pięć barier. Obserwowana cząstka aż pięciokrotnie złamała zatem zasady klasycznej fizyki.

Tunelowanie kwantowe to zjawisko polegające na tym, że cząstka przechodzi przez barierę potencjału o wysokości większej niż energia cząstki. Na gruncie klasycznej fizyki zachowanie takie jest niemożliwe, gdyż łamie zasadę zachowania energii. Tymczasem mechanika kwantowa pozwala tunelowanie kwantowe.

Obecnie tunelowanie kwantowe wykorzystujemy m.in. w diodach tunelowych czy skaningowym mikroskopie tunelowym. Urządzenia te mają tę cechę wspólną, że dochodzi tam do tunelowania przez pojedynczą barierę.

Naukowcy z Austrii umieścili atomy cezu w otoczeniu schłodzonym niemal do zera absolutnego. Za pomocą laserów stworzyli liczne bariery. Atomy mogły przemieszczać się w otoczeniu jedynie pokonując bariery. Ruch atomów został wywołany poprzez bezpośrednie przyłożenie doń siły wzdłuż jednej z osi macierzy, w której się znajdowały. Tak zaplanowany eksperyment pozwala na bezpośrednie obserwowanie atomów i stwierdzenie, ile barier pokonały.

Eksperyment wykazał, że przeszły one przez pięć barier. Podczas kolejnych badań naukowcy chcą zastanowić się, w jaki sposób można wykorzystać takie zjawisko.

tunelowanie kwantowe atom