量子的隧穿效应(Quantum tunneling effect)

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量子的隧穿效应(Quantum tunneling effect)

(量子的隧穿效应)

在量子力学里,量子隧穿效应(Quantum tunneling effect)指的是,像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为,尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。在经典力学里,这是不可能发生的,但使用量子力学理论却可以给出合理解释。

量子的隧穿效应,简单说,就是单个粒子有时会在其微观世界中直接穿过障碍物的现象,而不是像宏观世界中一个物体遇到障碍物往往会反弹回来。

量子的隧穿效应(Quantum tunneling effect)

当你把球扔向墙壁时,你可以确定它会反弹回来。如果球突然出现在墙的另一侧,你一定会感到非常惊讶。在量子力学中,这种现象被称为隧穿效应,正是这种特性使它获得了怪异且难以理解的名声。量子的隧穿效应(Quantum tunneling effect)

1、在正常导体中,电子彼此碰撞并与材料相互作用。

2、当材料成为超导体时,电子会成对结合形成库珀对,并在无电阻的路径中形成电流。图中的空隙标记了约瑟夫森结。

3、库珀对可以表现得仿佛它们全都是一个单一的粒子,而这个粒子则填满了整个电电路。量子力学利用共享的波函数来描述这种集体状态。

资料:

2025年诺贝尔物理学奖10月7日颁出,三位美国科学家——加州大学伯克利分校的约翰·克拉克(John Clarke)、耶鲁大学的米歇尔·H·德沃雷特(Michel H. Devoret)和加州大学圣巴巴拉分校的约翰·M·马蒂尼斯(John M. Martinis),因为“在电路中发现宏观量子力学隧穿和能量量子化”方面的杰出贡献,共同获得今年的诺奖。

量子的隧穿效应(Quantum tunneling effect)

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