Reis konu çok da fena değil, ama anladığım kadarıyla videoların çoğu sana ‘parçacık duvardan geçiyor’ demiş, o cümle kafanı bozmuş. Asıl mesele şu: parçacık bir duvarı delmiyor, o bariyerin içinden fiziksel bir yol bulmuyor. Olay tamamen dalga fonksiyonuyla ilgili.
Önce temel mantığı oturt: kuantum dünyasında bir elektron ya da proton ‘kesin bir nokta’ değil, bir dalga fonksiyonu olarak tanımlanıyor. Bu dalga fonksiyonu sana o parçacığın hangi yerde çıkacağını bir olasılık dağılımı olarak söylüyor. Bariyerin önünde dalga tam kesilmiyor maalesef, bariyerin içine doğru azalarak sönümlenmeye başlıyor. Bariyer ne kadar ince ve ne kadar alçaksa, dalga diğer tarafa o kadar güçlü geçiyor. Yani parçacık bariyerin öbür tarafında görülebiliyorsa, tünelleme olmuş demektin.
Şimdi bariyer konusuna gelirsek; potansiyel enerji bariyeri dediğimiz şey, parçacığının geçmesi için ‘para’ (enerji) ödemesi gereken bir engel. Klasik dünyada o parayı toplayamazsan kapıdan geçemezsin. Kuantumda ise dalga fonksiyonunun bariyerin içine sızması, belli bir ihtimalle diğer tarafa geçmesine yetiyor. Bariyer ne kadar kalınsa tünelleme olasılığı o kadar üste eksponansiyel düşer, bu yüzden makro dünyada (bir topun duvardan geçmesi gibi) bunu hiç görmüyoruz.
Güneş kısmı işte tam burası: güneşin içinde protonlar birbirini elektrik olarak itiyor (Coulomb bariyeri). Füzyon olabilmek için bu itici güce galip gelip birbirlerine çok yaklaşmaları gerek. Ama güneşin çekirdeğindeki sıcaklık, protonların bu bariyeri klasik fizikle aşabileceği sıcaklıktan çok daha düşük. Yani fizik kurallarına göre güneşin kendisi bile parlayamaz aslında! Tek tünelleme devreye giriyor: protonlardan ikisi Coulomb bariyerini kuantum tünellemeyle geçip bir araya geliyor ve hidrojenden helyum oluşuyor. Bu yüzden güneşin ömrünü hesaplayan fizikçiler bu tünelleme olasılığını mutlaka hesaba katmak zorunda. Yani evet, güneş ışığı gerçekten bi kuantum tünelleme olayının hediyesi diyebiliriz.
Pratik bir ipucu: bariyerin kalınlığı ve yüksekliği arttıkça tünelleme olasılığının nasıl üste azaldığını bir kez denklemle görürsen kafanda oturtur. İstersen o konuyu daha derine de inebiliriz.
"[Topluluk: NeBilim] • [Üyelik: 2015]"
tarafından güncellenmiştir.
