Постои можност квантната честичка да навлезе во бариера која е непремостлива за класичната елементарна честичка.
Замислете топка како се тркала во сферична дупка ископана во земјата. Во секој момент од времето, енергијата на топката се распределува помеѓу нејзината кинетичка енергија и потенцијалната енергија на гравитацијата во пропорција во зависност од тоа колку е висока топката во однос на дното на дупката (според првиот закон за термодинамика). Кога топката ќе стигне до страната на дупката, можни се две сценарија. Ако нејзината вкупна енергија ја надмине потенцијалната енергија на гравитационото поле, одредена од висината на локацијата на топката, таа ќе скокне од дупката. Ако вкупната енергија на топката е помала од потенцијалната енергија на гравитацијата на ниво на страната на дупката, топката ќе се тркала надолу, назад во дупката, кон спротивната страна; во моментот кога потенцијалната енергија е еднаква на вкупната енергија на топката, таа ќе застане и ќе се врати назад. Во вториот случај, топката никогаш нема да се тркала од дупката освен ако не и се даде дополнителна кинетичка енергија - на пример, со туркање. Според Њутновите закони за механика, топката никогаш нема да ја напушти дупката без да и даде дополнителен импулс ако нема доволно сопствена енергија да се преврти преку морето.
Сега замислете дека страните на јамата се издигаат над површината на земјата (како лунарните кратери). Ако топката успее да падне преку подигната страна на таква дупка, таа ќе се тркала понатаму. Важно е да се запамети дека во Њутновиот свет на топката и дупката, фактот дека топката ќе се тркала понатаму преку страната на дупката нема никакво значење ако топката нема доволно кинетичка енергија за да стигне до горниот раб. Ако не стигне до работ, едноставно нема да излезе од дупката и, соодветно, под никакви услови, со која било брзина и нема да се тркала никаде понатаму, без разлика која е висината над површината надвор од работ на страната.
Во светот на квантната механика, работите се поинакви. Да замислиме дека има квантна честичка во нешто како таква дупка. Во овој случај, веќе не зборуваме за вистинска физичка дупка, туку за условна ситуација кога на честичката и е потребно одредено снабдување со енергија неопходна за да се надмине бариерата што ја спречува да избие од она што физичарите се согласиле да го наречат „потенцијална дупка“. Оваа јама има и енергетски аналог на страната - т.н „потенцијална бариера“. Значи, ако надвор од потенцијалната бариера нивото на интензитетот на енергетското поле е пониско од енергијата што ја поседува честичката, таа има шанса да биде „надвор“, дури и ако вистинската кинетичка енергија на оваа честичка не е доволна за да се „премине“. работ на таблата во Њутнова смисла . Овој механизам на честичка што минува низ потенцијална бариера се нарекува ефект на квантно тунелирање.
Работи вака: во квантната механика, честичката се опишува преку бранова функција, која е поврзана со веројатноста честичката да се наоѓа на дадено место во даден момент во времето. Ако честичката се судри со потенцијална бариера, Шредингеровата равенка ни овозможува да ја пресметаме веројатноста честичката да продре низ неа, бидејќи брановата функција не само што енергетски се апсорбира од бариерата, туку се гаси многу брзо - експоненцијално. Со други зборови, потенцијалната бариера во светот на квантната механика е нејасна. Таа, се разбира, ја спречува честичката да се движи, но не е цврста, непробојна граница, како што е случајот во класичната Њутнова механика.
Ако бариерата е доволно ниска или ако вкупната енергија на честичката е блиску до прагот, брановата функција, иако брзо се намалува како што честичката се приближува до работ на бариерата, и остава шанса да ја надмине. Односно, постои одредена веројатност дека честичката ќе биде откриена од другата страна на потенцијалната бариера - во светот на Њутновата механика тоа би било невозможно. И штом честичката ќе го помине работ на бариерата (нека има облик на лунарен кратер), таа слободно ќе се тркала по својата надворешна падина подалеку од дупката од која излегла.
Квантниот тунелен спој може да се смета како еден вид „истекување“ или „пробивање“ на честичка низ потенцијална бариера, по што честичката се оддалечува од бариерата. Примери за ваков вид на појави има многу во природата, како и во современите технологии. Земете типично радиоактивно распаѓање: тешко јадро емитира алфа честичка која се состои од два протони и два неутрони. Од една страна, може да се замисли овој процес на таков начин што тешкото јадро држи алфа честичка во себе преку интрануклеарни врзувачки сили, исто како што топката се држела во дупката во нашиот пример. Сепак, дури и ако алфа честичката нема доволно слободна енергија за да ја надмине бариерата на интрануклеарни врски, сепак постои можност за нејзино одвојување од јадрото. И со набљудување на спонтана алфа емисија, добиваме експериментална потврда за реалноста на ефектот на тунелот.
Друг важен пример за ефектот на тунелот е процесот на термонуклеарна фузија што ги напојува ѕвездите (види Еволуција на ѕвездите). Една од фазите на термонуклеарната фузија е судирот на две јадра на деутериум (еден протон и по еден неутрон), што резултира со формирање на јадро на хелиум-3 (два протони и еден неутрон) и емисија на еден неутрон. Според законот на Кулон, помеѓу две честички со ист полнеж (во овој случај, протони кои се дел од јадрата на деутериум) постои моќна сила на меѓусебно одбивање - односно постои моќна потенцијална бариера. Во светот на Њутн, јадрата на деутериум едноставно не можеа да се приближат доволно за да синтетизираат јадро на хелиум. Меѓутоа, во длабочините на ѕвездите, температурата и притисокот се толку високи што енергијата на јадрата се приближува до прагот на нивното спојување (во наша смисла, јадрата се речиси на работ на бариерата), како резултат на што Почнува да функционира ефектот на тунелот, се јавува термонуклеарна фузија - и ѕвездите сјаат.
Конечно, ефектот на тунелот веќе се користи во пракса во технологијата на електронски микроскоп. Дејството на оваа алатка се заснова на фактот дека металниот врв на сондата се приближува до површината што се проучува на екстремно кратко растојание. Во овој случај, потенцијалната бариера ги спречува електроните од металните атоми да течат на површината што се проучува. Кога се движи сондата на екстремно блиско растојание по површината што се проучува, се чини дека се движи атом по атом. Кога сондата е во непосредна близина на атомите, бариерата е пониска отколку кога сондата минува меѓу нив. Според тоа, кога уредот „напика“ по атом, струјата се зголемува поради зголеменото истекување на електрони како резултат на ефектот на тунелирање, а во просторот помеѓу атомите струјата се намалува. Ова овозможува детално проучување на атомските структури на површините, буквално „мапирајќи ги“. Патем, електронските микроскопи ја даваат конечната потврда на атомската теорија за структурата на материјата.
ЕФЕКТ НА ТУНЕЛ(тунелирање) - квантна транзиција на систем низ област на движење забранета со класичната механика. Типичен пример за таков процес е минување на честичка низ потенцијална бариеракога нејзината енергија
помала од висината на бариерата. Импулс на честички Рво овој случај, определено од релацијата 
Каде U(x)- потенцијал енергија на честички ( Т- маса), би бил во регионот во внатрешноста на бариерата, имагинарна количина. ВО квантна механикаблагодарение на несигурен односПомеѓу импулсот и координатата, движењето на подбариерата станува возможно. Брановата функција на честичката во овој регион експоненцијално се распаѓа, а во квазикласично случај (види Полукласично приближување)неговата амплитуда на местото на излез од под бариерата е мала.
Една од формулациите на проблемите за поминување на потенцијалот. бариерата одговара на случајот кога стационарен проток на честички паѓа на бариерата и потребно е да се најде вредноста на пренесениот проток. За вакви проблеми се воведува коефициент. транспарентност на бариерата (коефициент на транзиција во тунел) Д, еднаков на односот на интензитетите на пренесените и инцидентните текови. Од временската реверзибилност произлегува дека коефициентот. Транспаренсите за транзиции во „напред“ и во обратна насока се исти. Во еднодимензионалниот случај, коефициент. транспарентноста може да се напише како
интеграцијата се врши преку класично недостапен регион, X 1,2 - пресвртни точки утврдени од условот На пресвртници во класичната граница. механика, моментумот на честичката станува нула. Коф. Д 0 за својата дефиниција бара точно решение на квантната механика. задачи.
Доколку е задоволен условот за квазикласичност
по целата должина на бариерата, со исклучок на непосредната маала на пресвртни точки x 1,2 коефициент Д 0 е малку различен од еден. Суштества разлика Д 0 од единството може да биде, на пример, во случаи кога потенцијалната крива. енергијата од едната страна на бариерата оди толку стрмно што квази-класичните приближувањето не е применливо таму, или кога енергијата е блиску до висината на бариерата (т.е. изразот на експонентот е мал). За правоаголна висина на бариера У o и ширина Акоефициент транспарентноста се определува со датотеката
Каде 
Основата на бариерата одговара на нула енергија. Во квазикласично случај Дмал во споредба со единството.
Др. Формулацијата на проблемот на поминување на честичка низ бариера е како што следува. Нека честичката на почетокот момент во времето е во состојба блиска до т.н. стационарна состојба, што би се случило со непробојна бариера (на пример, со бариера подигната подалеку од потенцијален бунардо висина поголема од енергијата на испуштената честичка). Оваа состојба се нарекува квази-стационарни. Слично на стационарни состојби, зависноста на брановата функција на честичката од времето е дадена во овој случај со факторот 
Комплексната количина овде се појавува како енергија Е, имагинарниот дел ја одредува веројатноста за распаѓање на квази-стационарна состојба по единица време поради T. e.:
Во квазикласично Кога се приближува, веројатноста дадена од f-loy (3) содржи експоненцијална. фактор од ист тип како и in-f-le (1). Во случај на сферично симетричен потенцијал. бариера е веројатноста за распаѓање на квази-стационарна состојба од орбитите. лутврдени со f-loy
Еве р 1,2 се радијални пресвртни точки, интеградот во кој е еднаков на нула. Фактор w 0зависи од природата на движењето во класично дозволениот дел од потенцијалот, на пример. тој е пропорционален. класичен фреквенција на честичката помеѓу ѕидовите на бариерата.
Т.е. ни овозможува да го разбереме механизмот на а-распаѓање на тешките јадра. Помеѓу честичката и јадрото ќерка има електростатска сила. одбивност определена со f-loy На мали растојанија од редот на големината Ајадрата се такви што еф. потенцијалот може да се смета за негативен: 
Како резултат на тоа, веројатноста А-распаѓањето е дадено со релацијата
Еве ја енергијата на емитираната а-честичка.
Т.е. ја одредува можноста за појава на термонуклеарни реакции во Сонцето и ѕвездите на температури од десетици и стотици милиони степени (види. Еволуција на ѕвездите), како и во копнени услови во форма на термонуклеарни експлозии или CTS.
Во симетричен потенцијал, кој се состои од два идентични бунари одделени со слабо пропустлива бариера, т.е. доведува до состојби во бунарите, што доведува до слабо двојно разделување на дискретни енергетски нивоа (т.н. инверзивно разделување; види молекуларни спектри). За бескрајно периодично збир на дупки во вселената, секое ниво се претвора во зона на енергии. Ова е механизмот за формирање на тесни електронски енергии. зони во кристали со силно спојување на електрони со решетки места.
Ако на полупроводнички кристал се нанесе електрична струја. поле, тогаш зоните на дозволените електронски енергии стануваат наклонети во просторот. Така, пост ниво енергијата на електроните ги преминува сите зони. Под овие услови, преминот на електрон од едно енергетско ниво станува возможен. зони на друг поради Т. е. Класично недостапната област е зоната на забранети енергии. Овој феномен се нарекува. Дефект на Зенер. Квазикласично приближувањето овде одговара на мала вредност на електричен интензитет. полиња. Во оваа граница, веројатноста за дефект на Зенер се одредува во основа. експоненцијално, во индикаторот за сечење има голема негатива. вредност пропорционална на односот на ширината на забранетата енергија. зона на енергијата добиена од електрон во применето поле на растојание еднакво на големината на единицата ќелија.
Сличен ефект се појавува во тунел диоди, во кои зоните се наклонети поради полупроводници Р- И n-тип од двете страни на границата на нивниот контакт. Тунелирањето настанува поради фактот што во зоната каде што оди носачот има конечна густина на ненаселени состојби.
Благодарение на Т.е. електричен можно струја помеѓу два метали разделени со тенок диелектрик. партиција. Овие метали можат да бидат и во нормална и во суперспроводлива состојба. Во вториот случај може да има Џозефсон ефект.
Т.е. Ваквите појави што се случуваат при силни електрични струи се должат. полиња, како што е автојонизацијата на атомите (види Јонизација на теренот) И авто-електронски емисииод метали. Во двата случаи, електричен полето формира бариера на конечна транспарентност. Колку е посилно електричното поле, толку е попроѕирна бариерата и посилна електронската струја од металот. Врз основа на овој принцип скенирање тунели микроскоп- уред кој ја мери струјата на тунелирањето од различни точки на површината што се проучува и дава информации за природата на нејзината хетерогеност.
Т.е. можно е не само во квантните системи кои се состојат од една честичка. Така, на пример, движењето на кристалите при ниска температура може да биде поврзано со тунелирање на последниот дел од дислокација, кој се состои од многу честички. Во проблемите од овој вид, линеарната дислокација може да се претстави како еластична низа, која првично лежи по должината на оската наво еден од локалните минимуми на потенцијалот V(x, y). Овој потенцијал не зависи од на, и неговиот релјеф по оската Xе низа од локални минимуми, од кои секоја е пониска од другата за количина во зависност од механичката сила што се применува на кристалот. . Движењето на дислокација под влијание на овој стрес е сведено на тунелирање во соседниот дефиниран минимум. сегмент на дислокација со последователно повлекување на неговиот преостанат дел таму. Истиот вид тунелен механизам може да биде одговорен за движењето бранови со густина на полнежво Peierls (види Peierls транзиција).
За да се пресметаат ефектите на тунелирање на таквите повеќедимензионални квантни системи, погодно е да се користат полукласични методи. претставување на брановата функција во форма 
Каде С- класичен системско дејство. За Т.е. имагинарниот дел е значаен С, што го одредува слабеењето на брановата функција во класично недостапен регион. За да се пресмета, се користи методот на сложени траектории.
Потенцијал за надминување на квантните честички. бариерата може да се поврзе со термостатот. Во класичен Механички, ова одговара на движење со триење. Така, за да се опише тунелирањето потребно е да се користи теорија наречена дисипативно. Размислувањата од овој вид мора да се користат за да се објасни конечниот животен век на тековните состојби на контактите на Џозефсон. Во овој случај, се случува тунелирање. квантната честичка низ бариерата, а улогата на термостат ја играат нормалните електрони.
Осветлено: Landau L.D., Lifshits E.M., Quantum Mechanics, 4th ed., M., 1989; Зиман Ј., Принципи на теоријата на цврста состојба, превод. од англиски јазик, 2. ed., M., 1974; Баз А.И., Зелдович Ја Б., Переломов А. Тунелски феномени во цврсти материи, транс. од англиски, М., 1973; Лихарев К.К., Вовед во динамиката на Џозефсон споеви, М., 1985 година. B. I. Ивлев.
Ефектот на тунелот е неверојатен феномен, целосно невозможен од гледна точка на класичната физика. Но, во мистериозниот и мистериозен квантен свет, функционираат малку поинакви закони за интеракција помеѓу материјата и енергијата. Ефектот на тунелот е процес на надминување на одредена потенцијална бариера, под услов неговата енергија да биде помала од висината на бариерата. Овој феномен е исклучиво квантен по природа и целосно противречи на сите закони и догми на класичната механика. Поневеројатен е светот во кој живееме.
Најдобар начин да се разбере каков е ефектот на квантно тунелирање е да се користи примерот на топче за голф фрлено во дупка со одредена сила. Во која било дадена единица време, вкупната енергија на топката е во спротивност со потенцијалната сила на гравитација. Ако претпоставиме дека е инфериорен во однос на силата на гравитацијата, тогаш наведениот објект нема да може сам да ја напушти дупката. Но, ова е во согласност со законите на класичната физика. За да го надмине работ на дупката и да продолжи по својот пат, дефинитивно ќе и треба дополнителен кинетички импулс. Ова го рекол големиот Њутн.
Во квантниот свет, работите се малку поинакви. Сега да претпоставиме дека има квантна честичка во дупката. Во овој случај, повеќе нема да зборуваме за вистинска физичка депресија во земјата, туку за она што физичарите конвенционално го нарекуваат „потенцијална дупка“. Таквата вредност има и аналог на физичката страна - енергетска бариера. Овде ситуацијата најрадикално се менува. За да се случи таканаречената квантна транзиција и честичката да се појави надвор од бариерата, неопходен е друг услов.
Ако јачината на надворешното енергетско поле е помала од честичката, тогаш таа има реална шанса без разлика на нејзината висина. Дури и ако нема доволно кинетичка енергија во разбирањето на Њутновата физика. Ова е истиот ефект на тунел. Работи на следниов начин. Типично е да се опише секоја честичка што не користи никакви физички количини, туку преку бранова функција поврзана со веројатноста честичката да се наоѓа во одредена точка во просторот во секоја специфична единица време.
Кога честичката ќе се судри со одредена бариера, користејќи ја равенката на Шредингер, можете да ја пресметате веројатноста за надминување на оваа бариера. Бидејќи бариерата не само што апсорбира енергија, туку и експоненцијално ја гаси. Со други зборови, во квантниот свет нема непремостливи бариери, туку само дополнителни услови под кои една честичка може да се најде надвор од овие бариери. Различни пречки, се разбира, го попречуваат движењето на честичките, но во никој случај не се цврсти, непробојни граници. Конвенционално кажано, ова е еден вид граница помеѓу два света - физички и енергетски.
Ефектот на тунелот има свој аналог во нуклеарната физика - автојонизација на атом во моќно електрично поле. Физиката на цврста состојба, исто така, изобилува со примери на манифестации на тунелирање. Ова ги вклучува емисиите на теренот, миграцијата, како и ефектите што се појавуваат при контакт на два суперпроводници разделени со тенок диелектричен филм. Тунелирањето игра исклучителна улога во спроведувањето на бројни хемиски процеси во услови на ниски и криогени температури.
Ефект на тунел, тунелирање- надминување на потенцијална бариера со микрочестичка во случај кога нејзината вкупна енергија (која останува непроменета за време на тунелирањето) е помала од висината на бариерата. Ефектот на тунелот е суштински природен феномен, невозможен во; Аналог на ефектот на тунелот може да биде пенетрација на светлосниот бран во рефлектирачки медиум (на растојанија од редот на светлосната бранова должина) под услови каде што, од гледна точка, се јавува целосна внатрешна рефлексија. Феноменот на тунелирање лежи во основата на многу важни процеси во молекуларната физика, во физиката на атомското јадро итн.
Теорија
Ефектот на тунелот на крајот се објаснува со релацијата (види, исто така, двојност бран-честичка). Класичната честичка не може да биде во бариера на потенцијална висина В, ако неговата енергија Е< V, так как кинетическая энергия частицы стр 2 / 2м = Е − В станува негативен, а неговиот моментум Р- имагинарна количина ( м- маса на честички). Меѓутоа, за микрочестичката овој заклучок е неправеден: поради односот на несигурност, фиксирањето на честичката во просторниот регион во внатрешноста на бариерата го прави нејзиниот моментум неизвесен. Според тоа, постои ненулта веројатност да се открие микрочестичка внатре во регионот што е забрането, од гледна точка на класичната механика. Соодветно на тоа, се појавува одредена веројатност на честичка да помине низ потенцијална бариера, што одговара на ефектот на тунелот. Оваа веројатност е поголема, колку е помала масата на честичката, толку е потесна потенцијалната бариера и помалку енергија ѝ недостига на честичката за да ја достигне висината на бариерата (односно, колку е помала разликата В − Е ).
Веројатноста за минување низ бариерата е главниот фактор што ги одредува физичките карактеристики на ефектот на тунелирање. Во случај на еднодимензионална потенцијална бариера, оваа карактеристика е коефициентот на проѕирност на бариерата, еднаков на односот на флуксот на честичките што минуваат низ неа до флуксот што се спушта на бариерата. Во случај на тродимензионална потенцијална бариера што ограничува затворен регион на просторот со намалена потенцијална енергија (потенцијален бунар), ефектот на тунелот се карактеризира со веројатност wизлез на честичка од овој регион по единица време; магнитуда wе еднаков на производот на фреквенцијата на осцилација на честичка во потенцијален бунар и веројатноста да помине низ бариерата. Можноста за „истекување“ од честичка која првично се наоѓала во потенцијален бунар води до фактот дека соодветните енергетски нивоа на честичките добиваат конечна ширина од редот на рж (ч- ), и самите овие состојби стануваат квазистационарни.
Примери
Пример за манифестација на ефектот на тунелот во атомската физика се процесите на автојонизација на атомот во силно електрично поле. Неодамна, процесот на јонизација на атом во полето на силен електромагнетен бран привлече особено внимание. Во нуклеарната физика, ефектот на тунелот лежи во основата на разбирањето на законите на радиоактивните јадра: како резултат на комбинираното дејство на нуклеарните привлечни сили со краток дострел и електростатските (Куломови) одбивни сили, алфа-честичката, кога го напушта јадрото, мора да надминете тродимензионална потенцијална бариера од типот опишан погоре (). Без тунелирање, би било невозможно да се појават термонуклеарни реакции: бариерата што ја спречува конвергенцијата на јадрата на реактантот неопходни за фузија е надмината делумно поради големата брзина (висока температура) на таквите јадра, а делумно поради ефектот на тунелирање.
Има особено бројни примери на манифестирање на ефектот на тунелот во физиката на цврста состојба: полеска емисија на електрони од метали и полупроводници (види Емисија на тунел); појави во полупроводници поставени во силно електрично поле (види); миграција на валентни електрони во кристалната решетка (види); ефекти кои се јавуваат при контактот помеѓу два суперпроводници разделени со тенок слој од нормален метал или диелектрик (види) итн.
Историја и истражувачи
Литература
- Блохинцев Д.И., Основи на квантната механика, 4-то издание, М., 1963 година;
- Landau L. D., Lifshits E. M., Квантна механика. Нерелативистичка теорија, 3-то издание, М., 1974 година (Теоретска физика, том 3).
ЕФЕКТ НА ТУНЕЛ, квантен ефект кој се состои во пенетрација на квантна честичка низ простор од просторот, во кој, според законите на класичната физика, пронаоѓањето на честичка е забрането. Класичен честичка со вкупна енергија Е и во потенцијал. полето може да престојува само во оние региони на просторот во кои неговата вкупна енергија не го надминува потенцијалот. енергија U на интеракција со полето. Бидејќи брановата функција на квантната честичка е ненула низ просторот и веројатноста да се најде честичка во одреден регион од просторот е дадена со квадратот на модулот на брановата функција, тогаш во забрането (од гледна точка на класичната механика ) региони брановата функција е ненула.
Т Удобно е да се илустрира ефектот на тунелот користејќи модел проблем на еднодимензионална честичка во потенцијално поле U(x) (x е координатата на честичката). Во случај на симетричен потенцијал со двојни бунари (слика а), брановата функција мора да се „вклопи“ во внатрешноста на бунарите, т.е. тоа е стоечки бран. Дискретни извори на енергија нивоа кои се наоѓаат под бариерата што ги одвојува минимумите на потенцијалните формираат тесно распоредени (речиси дегенерирани) нивоа. Разлика во енергијата нивоа, компоненти, наречени. разделување на тунелот, оваа разлика се должи на фактот што точното решение на проблемот (бранова функција) за секој од случаите е локализирано и во минимум на потенцијалот и во сите точни решенија одговараат на недегенерирани нивоа (види). Веројатноста за ефектот на тунелот се одредува со коефициентот на пренос на бран пакет низ бариерата, кој ја опишува нестационарната состојба на честичка локализирана во еден од потенцијалните минимуми.
Потенцијални кривини енергија U (x) на честичка во случај кога на неа делува привлечна сила (а - два потенцијални бунари, b - еден потенцијален бунар), и во случај кога одбивна сила делува на честичката (одбивен потенцијал, в). E е вкупната енергија на честичката, x е координатата. Тенките линии прикажуваат бранови функции.
Во потенцијал поле со еден локален минимум (сл. б) за честичка со енергија E поголема од потенцијалот на интеракција при c =, дискретна енергија. нема состојби, туку има збир на квази-стационарни состојби, во кои се однесува големото. веројатноста да се најде честичка во близина на минимумот. Брановите пакети што одговараат на таквите квази-стационарни состојби ги опишуваат метастабилните; брановите пакети се шират и исчезнуваат поради ефектот на тунелот. Овие состојби се карактеризираат со нивниот животен век (веројатност за распаѓање) и енергетската ширина. ниво.
За честичка во одбивен потенцијал (сл. в), бран пакет кој опишува нестационарна состојба на едната страна од потенцијалот. бариера, дури и ако енергијата на честичката во оваа состојба е помала од висината на бариерата, таа може, со одредена веројатност (наречена веројатност за пенетрација или веројатност за тунелирање), да помине на другата страна на бариерата.
Наиб. важни за манифестацијата на ефектот на тунелот: 1) тунелско расцепување на дискретни осцилации, ротација. и електронско-ко-лебат. нивоа. Разделување на осцилациите. нивоа во со неколку. еквивалентна рамнотежа нуклеарна конфигурација е инверзија удвојување (во тип), поделба на нивоа во со инхибирана внатрешна. ротација ( , ) или во , за што интра-мол. преуредувања што доведуваат до еквивалентни конфигурации на рамнотежа (на пр. PF 5). Доколку е различно еквивалентни минимуми не се одделени со потенцијал. бариери (на пример, рамнотежни конфигурации за десничарски и левораки комплекси), потоа адекватен опис на вистински столбови. системи се постигнува со користење на локализирани бранови пакети. Во овој случај, стационарни состојби локализирани во два минимум се нестабилни: под влијание на многу мали пертурбации, можно е формирање на две состојби локализирани во еден или друг минимум.
Расцепувањето на квази-дегенерираните групи ротира. состојби (т.н. ротациони кластери) се должи и на тунелирањето на молот. системи меѓу неколку населби. еквивалентни стационарни оски на ротација. Разделување на електронски вибрации. (виброни) состојби се јавуваат во случај на силни Jahn-Teller ефекти. Расцепувањето на тунелите е исто така поврзано со постоењето на појаси формирани од електронски состојби на поединечни или молекуларни состојби. фрагменти во периодични структура.
2) Појави на пренос на честички и елементарни возбудувања. Овој сет на феномени вклучува нестационарни процеси кои опишуваат транзиции помеѓу дискретни состојби и распаѓање на квази-стационарни состојби. Транзиции помеѓу дискретни состојби со бранови функции локализирани во различни состојби. минимум од еден адијабатски. потенцијал, одговараат на различни хемикалии. р-ции. Ефектот на тунелот секогаш дава одреден придонес во брзината на трансформација, но овој придонес е значаен само при ниски температури, кога преминот над бариерата од почетната кон крајната состојба е малку веројатен поради ниската популација на соодветните енергетски нивоа. . Ефектот на тунелот се манифестира во не-арениусното однесување на брзината на р-ција; Типичен пример е растот на синџирот за време на цврсти материи иницирани од зрачење. Брзината на овој процес на температура е прибл. 140 К е задоволително опишан со законот Арениус со