Effetto tunnel
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L'effetto tunnel è un effetto quanto-meccanico che permette una transizione ad uno stato impedita dalla meccanica classica.
Nella meccanica classica la legge di conservazione dell'energia impone che una particella non possa superare un ostacolo (barriera) se non ha l'energia necessaria per farlo. Questo corrisponde al fatto intuitivo che, per far risalire un dislivello ad un corpo, è necessario imprimergli una certa velocità ovvero cedergli dell'energia.
La meccanica quantistica invece prevede che una particella abbia una probabilità, piccola ma finita, di attraversare spontaneamente una barriera arbitrariamente alta e quindi che possa violare temporaneamente il principio di conservazione dell'energia.
Infatti, applicando i postulati della meccanica quantistica al caso di una barriera di potenziale in una dimensione, si ottiene che la soluzione dell'equazione di Schrödinger all'interno della barriera è rappresentata da una funzione esponenziale decrescente. Dato che le funzioni esponenziali non raggiungono mai il valore di zero si ottiene che esiste una piccola probabilità che la particella si trovi dall'altra parte della barriera dopo un certo tempo t.
Quello che è interessante notare è che non è mai possibile osservare una particella mentre attraversa tale barriera perché, come la meccanica quantistica prevede, l'atto stesso di osservare tale particella ne perturba lo stato. È di conseguenza possibile osservare tale particella prima e dopo tale transizione ma non mentre la effettua.
Sebbene l'effetto tunnel sia estremamente controintuitivo e possa sembrare per alcuni versi paradossale esiste una enorme quantità di prove sperimentali a prova della sua reale esistenza e molti dispositivi elettronici moderni (come ad esempio i diodi tunnel e le EEPROM) basano il loro funzionamento su questo effetto.
