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QUEST

Effetto tunnel

In questa pagina troverai informazioni su cosa sia l'effetto tunnel quantistico. Inizia dalla sezione che ti sembra più semplice o più vicina ai tuoi interessi (gioca - Play, scopri - Discover, o impara - Learn), poi esplora le altre per vedere come la tua comprensione cambia e si amplia! 

“Attraversare gallerie senza che le gallerie esistano. È questo il tipo di enigmi con cui ci troviamo a fare i conti nel mondo quantistico.”


QPL team

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In Potatoes Quest avrai modo di familiarizzare con diversi concetti quantistici, quali l'effetto tunnel, il principio di indeterminazione di Heisenberg e il comportamento ondulatorio. Vestirai i panni di un personaggio quantistico che deve raccogliere tutte le patate e risolvere gli enigmi sfruttando le proprie proprietà quantistiche. Fai attenzione: l'osservatore può effettuare una misurazione ogni volta che ti sorprende, facendoti perdere le tue proprietà quantistiche. 

Crediti:
Francesco Baldino
Luigina Mazzone
Contatti: francesco.ghog@mail.com, luigina.mazzone@gmail.com

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Il tunneling quantistico (o effetto tunnel) è un fenomeno quantistico comunemente descritto come “la capacità dei sistemi quantistici di attraversare barriere di potenziale”. Viene spesso illustrato con un’analogia che richiama l’idea classica di una palla che cerca di rotolare su una collina.

 
Classicamente, se l’energia della palla non è sufficientemente elevata, la palla non ha alcuna possibilità di passare dall’altra parte della collina; ma per i sistemi quantistici non è così, e le particelle quantistiche possono invece trovarsi dall’altra parte della collina, anche quando non dispongono di energia sufficiente. Questa rappresentazione figurativa è solo un'analogia e, anche se utile per visualizzare l'effetto tunnel, condivide le caratteristiche insidiose di tutte le analogie usate per spiegare in termini semplici i fenomeni della meccanica quantistica. Dobbiamo ricordare che le analogie sono il nostro tentativo di mettere in relazione qualcosa di a noi sconosciuto con qualcosa di più familiare, più vicino alla nostra esperienza quotidiana del mondo. 
 
Da un punto di vista più formale, l'effetto tunnel è semplicemente una conseguenza sia dell'esistenza delle sovrapposizioni quantistiche sia dell'effetto delle misurazioni effettuate su di esse (vedi le voci “sovrapposizione” e “misurazione” in Quest): se un sistema quantistico si trova in una sovrapposizione di stati situati ai due lati opposti di una barriera di potenziale, esiste una probabilità diversa da zero di osservarlo su uno dei due lati quando si effettua una misurazione della posizione del sistema. Quindi, se un sistema si trova inizialmente su un lato della barriera, il suo stato quantistico può evolvere in tale sovrapposizione ed essere misurato sull'altro lato, anche se la sua energia è troppo bassa per attraversare la barriera! 
 
Se sei curioso di conoscere la descrizione matematica del tunneling, continua qui sotto per scoprire come possiamo introdurla in termini di rappresentazione della funzione d'onda. Questo ti permetterà di comprendere una grande varietà di fenomeni fisici e applicazioni in cui il tunneling quantistico gioca un ruolo essenziale. 

Learn

A questo link troverai una descrizione dell'effetto tunnel. In particolare, analizzerai l'esempio classico di una particella in un potenziale quadrato. 

Si prega di notare che il documento è disponibile solo in inglese.

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