Квантовое туннелирование
-
Основы квантовой механики
- Квантовая механика описывает поведение частиц на субатомном уровне.
- Она отличается от классической механики, где частицы движутся по определенным траекториям.
- Квантовая механика рассматривает частицы как волны, которые могут находиться в суперпозиции состояний.
-
Уравнение Шредингера
- Уравнение Шредингера описывает эволюцию волновой функции частицы во времени.
- Оно имеет вид дифференциального уравнения, которое включает волновую функцию и потенциальную энергию частицы.
- Решения уравнения Шредингера могут быть представлены в виде бегущих волн или затухающих волн, в зависимости от знака потенциальной энергии.
-
Квантовое туннелирование
- Квантовое туннелирование описывает переход частицы через потенциальный барьер.
- Оно происходит, когда энергия частицы меньше высоты барьера, что позволяет ей пройти через него.
- Туннелирование играет ключевую роль в астрохимических процессах и в биологии, включая мутации ДНК.
-
Математическая дискуссия
- Уравнение Шредингера имеет различные формы в зависимости от знака потенциальной энергии.
- Приближение WKB позволяет описать волновую функцию в виде экспоненциальной функции.
- Полная математическая обработка квантового туннелирования сложна, но существуют упрощенные подходы.
- Пересказана только часть статьи. Для продолжения перейдите к чтению оригинала.
Полный текст статьи: