Hiệu ứng đường hầm là một hiện tượng kỳ thú, hoàn toàn không thể theo quan điểm của vật lý cổ điển. Nhưng trong thế giới lượng tử huyền bí và bí ẩn, có những quy luật tương tác của vật chất và năng lượng có phần khác biệt. Hiệu ứng đường hầm là một quá trình vượt qua một rào cản tiềm năng nhất định của một hạt cơ bản, với điều kiện năng lượng của nó nhỏ hơn chiều cao của rào cản. Hiện tượng này có một bản chất lượng tử độc quyền và hoàn toàn mâu thuẫn với tất cả các định luật và giáo điều của cơ học cổ điển. Thế giới chúng ta đang sống càng tuyệt vời hơn.
Để hiểu hiệu ứng đường hầm lượng tử là gì, cách tốt nhất là sử dụng ví dụ về một quả bóng gôn được phóng với một số lực vào lỗ. Tại bất kỳ đơn vị thời gian nào, tổng năng lượng của quả bóng đối nghịch với thế năng của trọng lực. Nếu chúng ta giả định rằng động năng của nó nhỏ hơn lực hấp dẫn, thìvật thể sẽ không thể tự rời khỏi lỗ. Nhưng điều này phù hợp với quy luật vật lý cổ điển. Để vượt qua rìa của Fossa và tiếp tục con đường của mình, nó chắc chắn sẽ cần một xung động học bổ sung. Vì vậy, Newton vĩ đại đã nói.
Trong thế giới lượng tử, mọi thứ có phần khác biệt. Bây giờ hãy giả sử rằng có một hạt lượng tử trong lỗ. Trong trường hợp này, chúng ta sẽ không còn nói về một vật chất thực sự nằm sâu trong trái đất, mà là về cái mà các nhà vật lý thường gọi là "lỗ tiềm năng". Giá trị này cũng có một điểm tương tự của bảng vật lý - một rào cản năng lượng. Đây là nơi mà tình hình thay đổi đáng kể. Để cái gọi là quá trình chuyển đổi lượng tử diễn ra và hạt ở bên ngoài rào cản, một điều kiện khác là cần thiết.
Nếu cường độ của trường năng lượng bên ngoài nhỏ hơn thế năng của hạt, thì nó có cơ hội thực sự vượt qua rào cản bất kể độ cao của nó. Ngay cả khi nó không có đủ động năng theo cách hiểu của vật lý Newton. Đây là hiệu ứng đường hầm tương tự. Nó hoạt động như sau. Cơ học lượng tử được đặc trưng bởi sự mô tả của bất kỳ hạt nào không nhờ sự trợ giúp của một số đại lượng vật lý, mà bằng hàm sóng liên quan đến xác suất của hạt nằm ở một điểm nhất định trong không gian trong mỗi đơn vị thời gian cụ thể.
Khi một hạt va chạm với một rào cản nào đó, sử dụng phương trình Schrödinger, bạn có thể tính toán xác suất vượt qua rào cản này. Vì rào cản không chỉ có năng lượnghấp thụ hàm sóng, nhưng cũng làm suy giảm nó theo cấp số nhân. Nói cách khác, không có chướng ngại vật không thể vượt qua trong thế giới lượng tử, mà chỉ có những điều kiện bổ sung mà theo đó một hạt có thể nằm ngoài những rào cản này. Tất nhiên, nhiều chướng ngại vật khác nhau cản trở chuyển động của các hạt, nhưng không có nghĩa là ranh giới vững chắc không thể xuyên thủng. Nói một cách tương đối, đây là một loại ranh giới giữa hai thế giới - vật chất và năng lượng.
Hiệu ứng đường hầm có điểm tương tự trong vật lý hạt nhân - quá trình tự ion hóa của một nguyên tử trong một điện trường mạnh. Vật lý trạng thái rắn cũng có rất nhiều ví dụ về biểu hiện của quá trình đào hầm. Chúng bao gồm phát xạ trường, sự di chuyển của các điện tử hóa trị, cũng như các hiệu ứng phát sinh khi tiếp xúc của hai chất siêu dẫn được ngăn cách bởi một màng điện môi mỏng. Đường hầm đóng một vai trò đặc biệt trong việc thực hiện nhiều quá trình hóa học ở nhiệt độ thấp và đông lạnh.
