QUEST

Tunneloituminen

Tältä sivulta löydät tietoa siitä, mitä on tunneloituminen. Aloita osiosta, joka tuntuu itsellesi helpoimmalta ja luontevimmalta (pelaa - Play, tutki - Discover, tai opi - Learn). Tutustu sen jälkeen muihin osioihin, ja huomaat, miten ymmärryksesi muuttuu ja laajenee!

”Tunneloitumista ilman tunneleita. Tällaisia pulmia kohtaamme kvanttimaailmassa.”

—
QPL-tiimi

Play

Potatoes Quest -pelissä pääset tutustumaan useisiin kvanttifysiikan käsitteisiin, kuten tunneloitumiseen, Heisenbergin epätarkkuusperiaatteeseen ja aineen aaltoluonteeseen. Pelissä olet kvanttihahmo, jonka täytyy kerätä kaikki perunat ja ratkaista pulmat käyttäen hahmon kvanttiominaisuuksia. Huomaa, että havaitsija voi tehdä mittauksen koska vain ja ottaa sinut kiinni – silloin menetät kvanttiominaisuudet!

Tekijät:
Francesco Baldino
Luigina Mazzone
Yhteystiedot: francesco.ghog@mail.com, luigina.mazzone@gmail.com

Pelaa peliä Potatoes Quest

Discover

Tutki lisää

Tunneloituminen (tai tunneli-ilmiö) on kvanttifysiikan ilmiö, jota usein kuvaillaan kvanttisysteemin kyvyksi päästä läpi potentiaalivallista. Klassisesti ajatellen, jos pallon energia ei ole tarpeeksi suuri, sen ei ole mahdollista päästä mäen toiselle puolelle.

Sen sijaan kvanttisysteemit toimivat toisella tavalla: kvanttihiukkanen voi löytyä mäen toiselta puolelta, vaikka sillä ei olisi riittävää energiaa mäen ylitykseen. Tämä kuvaus on vain analogia: vaikka se onkin hyödyllinen tunneli-ilmiön visualisoinnissa, sillä on kaikille kvantti-ilmiöitä selittäville analogioille tyypillisiä ongelmia. Meidän on muistettava, että analogiat ovat vain yritys yhdistää jotain meille tuntematonta johonkin tutumpaan, joka on lähempänä päivittäisiä kokemuksiamme.

Täsmällisempi näkökulma on, että tunneloituminen on yksinkertaisesti seurausta superposition olemassaolosta sekä mittauksen vaikutuksesta superpositioon (katso Questin kohdat superpositio ja mittaus). Jos kvanttisysteemi on potentiaalivallin eri puolilla sijaitsevien tilojen superpositiossa, systeemin paikkaa mitatessa on nollasta poikkeava todennäköisyys havaita se kummalla tahansa puolella. Vaikka systeemi alun perin olisi yhdellä puolella vallia, eikä sen energia riittäisi vallin ylitykseen, sen kvanttitila voi kehittyä tällaiseksi superpositioksi, jolloin systeemi voidaankin yllättäen havaita toiselta puolelta vallia.

Jos olet kiinnostunut tunneloitumisen matemaattisesta kuvauksesta, jatka Opi-osioon, jossa tunneloituminen esitetään aaltofunktion avulla. Tämä auttaa ymmärtämään monenlaisia fysiikan ilmiöitä ja sovelluksia, joissa tunneloituminen on merkittävässä roolissa.

Learn

Tästä linkistä löydät kuvauksen tunneli-ilmiöstä. Erityisesti käydään läpi oppikirjoista tuttu esimerkki hiukkasesta neliöpotentiaalissa.

Huomaa, että asiakirja on englanninkielinen.

Lataa

Yhteydenotto

Sosiaalinen media

Valikko

Etusivu
Koulutus
Yritykset & Yhteiskunta
Taide & Kulttuuri
Projektit
Tietoa Meistä