Efecto túnel

Una barrera, en términos cuánticos aplicados al efecto túnel, se trata de una cualidad del estado energético de la materia análogo a una "colina" o pendiente clásica, compuesta por crestas y flancos alternos, que sugiere que el camino más corto de un móvil entre dos o más flancos debe atravesar su correspondiente cresta intermedia.Si el objeto no dispone de energía mecánica suficiente como para atravesar la barrera, la mecánica clásica afirma que nunca podrá aparecer en un estado perteneciente al otro lado de la barrera.A escala cuántica, los objetos exhiben un comportamiento ondular; en la teoría cuántica, un cuanto moviéndose en dirección a una "colina" potencialmente energética puede ser descrito por su función de onda, que representa la amplitud probable que tiene la partícula de ser encontrada en la posición allende la estructura de la curva.El efecto túnel juega un papel esencial en muchos fenómenos físicos como, por ejemplo, en la fusión nuclear que ocurre en la secuencia principal de estrellas como el Sol.Esto explica por qué cuanto más masiva es una estrella (como una supergigante azul), más corta es su secuencia principal, ya que la energía cinética de los hidrones es mayor y, en consecuencia, la probabilidad del efecto túnel también.Análogamente, es necesario un aporte enorme de energía para desgajar las mismas del núcleo.En la mecánica cuántica, sin embargo, existe una probabilidad razonable de que la partícula atraviese el potencial enérgico descrito por el núcleo y logre escapar de la influencia del mismo.La descomposición alpha también fue resuelta al mismo tiempo por Ronald Gurney y Edward Condon.A partir de entonces, se consideró que las partículas pueden introducirse en un túnel energético que incluso atraviese el mismo núcleo atómico, dotando de validez completa al modelo energético para cualquier aplicación del "efecto túnel".Otras aplicaciones son el microscopio de efecto túnel (electrón-túnel) que puede presentar y resolver objetos que son muy pequeños para ser visualizados a través de microscopios convencionales.Es notable comprobar que ha demostrado tratarse de un efecto que se lleva a cabo naturalmente por las enzimas para catalizar reacciones químicas, y se ha demostrado que, estas mismas, son avezadas a su uso a la hora de transferir sendos electrones y átomos nucleares, como el hidrógeno y el deuterio.También se ha observado en la enzima (GOx) (EC 1.1.3.4) que los núcleos de oxígeno pueden atravesar túneles energéticos bajo condicionantes fisiológicos.Por analogía con la gravedad, el objeto tiende a desplazarse en dirección al centro de la tierra.Bajo la ley de la mecánica cuántica, sin embargo, el objeto puede ocasionalmente "atravesar" el estado energético representado por las dos pendientes y la cresta hasta lograr un estado mínimo de potencial energético.Considerando un móvil que circula a lo largo de la trayectoria que describe una vaguada (Para los propósitos de la dilucidación, discriminar fuerzas adicionales a la gravedad).Se dice que el mismo, se encuentra a 500 metros sobre el nivel del mar, la cima de la montaña, simbolizada por una cresta energética, alcanza los 1000 metros, y el plano más allá de la misma, se encuentra a la altura del mar.Toda instancia o entidad material que conocemos tiende a su nivel mínimo energético (esto es, mayor entropía, por lo que el objeto tratará de descender tanto como sea posible).En la mecánica clásica, mientras una posición del plano sea energéticamente menor que aquella que ocupa el móvil, sin compromiso ulterior con las fuerzas añadidas al sistema, este no tendrá la capacidad de por sí para alcanzar esa posición.En aplicación a una partícula que se rige bajo los preceptos de la mecánica clásica, esto es considerado "tunelado cuántico".[4]​ Nótese que se trata de un efecto válido en escalas fenomenológicas extremadamente mínimas, generalmente, solo puede ser observado cuando existe un intercambio energético entre partículas de tamaño atómico o más reducidas, en las cuales el potencial del intercambio o trasvase con las fuerzas que ello involucra, lo transforma en un fenómeno notablemente más complejo, y en el que no existen vasos comunicantes entre túneles de recorrido creciente., porque la parte imaginaria pura desaparece debido a la evaluación real del segundo miembro:Después se aplica el mismo procedimientos en el siguiente orden de la expansión y obtenemos:Por otra parte, si la fase varía lentamente en comparación con la amplitud, podemos ajustarEs aparente por el denominador, que ambas soluciones aproximadas se alejan del punto de curvatura clásicoMás allá de esta, la partícula se comporta como una onda libre - la fase es oscilante.En un problema específico del "efecto túnel", deberíamos sospechar que la amplitud de la transición es proporcional aDados dos coeficientes en un lado del punto de curvatura, deberíamos poder determinar otros dos coeficientes, al otro lado de la misma empleando esta solución local que los conecte.La relación pues, se determina como siguen estas líneas: Ahora, podemos construir soluciones globales y resolver problemas de "tunelación".para una partícula "tuneladora" a través de un potencial enérgico o barrera, obtenemos que debe ser:Este límite clásico puede fallar virtualmente, pero es más fácil de resolver, como es el caso del potencial cuadrático.