Tunel effekti heyrətamiz bir hadisədir, klassik fizika baxımından tamamilə qeyri-mümkündür. Ancaq sirli və sirli kvant aləmində maddə və enerjinin qarşılıqlı təsirinin bir qədər fərqli qanunları var. Tunel effekti, enerjisinin maneənin hündürlüyündən az olması şərti ilə elementar hissəcik tərəfindən müəyyən potensial maneəni aşması prosesidir. Bu hadisə müstəsna olaraq kvant xarakterinə malikdir və klassik mexanikanın bütün qanun və ehkamlarına tamamilə ziddir. Yaşadığımız dünya daha heyrətamizdir.
Kvant tunel effektinin nə olduğunu başa düşmək üçün yaxşı olar ki, çuxura müəyyən güclə atılan qolf topunun nümunəsindən istifadə edək. İstənilən vaxt vahidində topun ümumi enerjisi potensial cazibə qüvvəsinə qarşıdır. Əgər onun kinetik enerjisinin cazibə qüvvəsindən aşağı olduğunu fərz etsək, onda göstərilənobyekt öz-özünə çuxurdan çıxa bilməyəcək. Amma bu, klassik fizikanın qanunlarına uyğundur. Çuxurun kənarını aşmaq və yoluna davam etmək üçün mütləq əlavə bir kinetik impuls lazımdır. Beləliklə, böyük Nyuton danışdı.
Kvant dünyasında işlər bir qədər fərqlidir. İndi fərz edək ki, dəlikdə kvant hissəciyi var. Bu halda biz artıq yerdə real fiziki dərinləşmədən deyil, fiziklərin şərti olaraq “potensial dəlik” adlandırdıqları şeydən danışacağıq. Bu dəyər həm də fiziki lövhənin analoquna malikdir - enerji maneəsi. Burada vəziyyət kəskin şəkildə dəyişir. Sözdə kvant keçidinin baş verməsi və hissəciyin maneədən kənarda olması üçün başqa şərt lazımdır.
Xarici enerji sahəsinin intensivliyi zərrəciyin potensial enerjisindən azdırsa, o zaman hündürlüyündən asılı olmayaraq səddini aşmaq üçün real şansı olur. Nyuton fizikası anlayışında kifayət qədər kinetik enerjiyə malik olmasa belə. Bu eyni tunel effektidir. Aşağıdakı kimi işləyir. Kvant mexanikası hər hansı zərrəciyin bəzi fiziki kəmiyyətlərin köməyi ilə deyil, hər bir konkret zaman vahidində zərrəciyin fəzanın müəyyən nöqtəsində yerləşməsi ehtimalı ilə bağlı dalğa funksiyası vasitəsilə təsviri ilə xarakterizə olunur.
Zərrəcik müəyyən bir maneə ilə toqquşduqda, Şrödinger tənliyindən istifadə edərək, bu maneəni aşmaq ehtimalını hesablaya bilərsiniz. Çünki maneə təkcə enerji baxımından deyildalğa funksiyasını udur, həm də onu eksponensial şəkildə azaldır. Başqa sözlə, kvant aləmində keçilməz maneələr yoxdur, ancaq zərrəciyin bu maneələrdən kənarda ola biləcəyi əlavə şərtlər var. Müxtəlif maneələr, əlbəttə ki, hissəciklərin hərəkətinə mane olur, lakin heç bir halda möhkəm keçilməz sərhədlər deyil. Nisbətən desək, bu, iki dünya - fiziki və enerji arasında bir növ sərhəddir.
Tunel effektinin nüvə fizikasında analoqu var - atomun güclü elektrik sahəsində avtoionlaşması. Bərk cisim fizikası da tunelin təzahürünə dair nümunələrlə zəngindir. Bunlara sahə emissiyası, valent elektronların miqrasiyası, həmçinin nazik bir dielektrik filmlə ayrılmış iki superkeçiricinin təması zamanı yaranan təsirlər daxildir. Tunelləmə aşağı və kriogen temperaturlarda çoxsaylı kimyəvi proseslərin həyata keçirilməsində müstəsna rol oynayır.
