L'effetto tunnel
Un'esemplificazione concreta delle bizzarrie quantistiche è data dal
cosiddetto effetto tunnel, che comporta la materializzazione di particelle in
regioni ad esse inaccessibili secondo le leggi della fisica classica.
Immaginiamo una sfera posta all'interno di un recipiente. Se sulla
sfera non agisce nessuna forza essa non potrà assolutamente uscire.
Nella teoria quantistica però la particella viene descritta da un'onda
di probabilità interna al recipiente, onda il cui quadrato esprime la
probabilità di trovare la particella.
Si può dimostrare che se nel recipiente si trova ad esempio un
elettrone, l'onda di probabilità ad esso associata si prolunga, sia pur di
poco, all'esterno delle pareti del recipiente. Ne segue che l'elettrone
possiede una probabilità minima, ma finita, di manifestarsi all'esterno delle
pareti del recipiente. Se noi effettuassimo una serie di osservazioni
troveremmo perciò l'elettrone quasi sempre all'interno del recipiente, ma in
alcuni rari casi anche fuori.
L'effetto tunnel viene utilizzato ormai normalmente nell'ingegneria
elettronica per amplificare i segnali elettronici.
L'attraversamento quantistico di una barriera di potenziale
contribuisce altresì a giustificare il fenomeno della radioattività, dove il
nucleo emette spontaneamente particelle che per la fisica classica dovrebbe
trattenere.
L'effetto
tunnel è stato invocato anche in astrofisica da S. Hawking per sostenere la sua teoria
dell'evaporazione dei buchi neri.
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