efekt tunelowania - cząstki szybsze niz światło?

[slawekp]

Według mechaniki kwantowej cząstka jest w stanie pokonać każdą "zaporową" barierę potencjału, oczywiście, z odpowiednim prawdopodobieństwem. Im wyższa bariera tym to prawdopodobieństwo mniejsze. Opierając wyjaśnienie efektu tunelowania o zasadę nieoznaczoności jednak, powstaje pewien problem. Jeśli rozległość przestrzenna owej bariery potencjału jest odpowiednio duża, czas w jakim cząstka może przebywać w stanie z energią wystarczającą do pokonania bariery, może być zbyt krótki do pokonania rozmiarów przestrzennych bariery. Przynajmniej z maksymalną dozwolona przez OTW prędkością, czyli c. ( ciut mniej, ale upraszczam ). Jeżeli więc cząstka mimo to pojawi się po drugiej stronie bariery to znaczy, że poruszała się szybciej niż światło? Może ktoś orientuje się, czy przeprowadzono takie eksperymenty? I jakie były ich rezultaty?
pozdrawiam

[AiDi]

Opierając wyjaśnienie efektu tunelowania o zasadę nieoznaczoności jednak, powstaje pewien problem.

W przypadku tunelowania nie da się w żaden sensowny sposób przypisać cząstce prędkości. Jak i zresztą w wielu innych przypadkach, to jedna z podstawowych lekcji wyniesionych z mechaniki kwantowej. Nie ma zatem co mierzyć. Co do zasady nieoznaczoności:
1. Zasada nieoznaczoności dotyczy rozkładu statystycznego wielu pomiarów wykonanych na serii takich samych układów pomiarowych. Nie mówi nic o pojedynczym pomiarze.
2. Wersja zasady dotycząca energii i czasu nie ma takiego statusu jak pozostałe, jest zapostulowana ad hoc w celach heurystycznych i o ile dobrze pamiętam nie zawsze spełniana.
Wszelkie "wyjaśnienia" tunelowania przez zasadę nieoznaczoności to wyjaśnienia heurystyczne, nie można szukać w nich za dużo głębi. Tyczy się to zresztą \(\displaystyle{ 99\%}\) innych takich "wyjaśnień".

[slawekp]

nie chodzi o przypisanie prędkości tylko o różnice czasu miedzy dotarciem cząstki do bariery i pojawieniem się cząstki po drugiej stronie tej bariery. Można sobie wyobrazić urządzenie, za pomocą którego z szybkością większą od światła będzie można przekazywać informację przez odpowiednio dobraną barierę i poziom energii cząstek ( czy cząstki).

zasada czasu i energii to bezpośredni wniosek z równania falowego - tyle ze studiów to jeszcze pamiętam . natomiast wyjaśnianie za jej pomocą zjawiska tunelowania może nieść pewne wątpliwości, tak mniemam.

natomiast najbardziej interesuje mnie, czy ktoś próbował zrobić takie doświadczenie - idea jest dosyć prosta, sam eksperyment zaś wydaje się możliwy do przeprowadzenia. Nie sądzę, abym to ja pierwszy wpadł na taki paradoks, czy też paradoks pozorny.

[AiDi]

zasada czasu i energii to bezpośredni wniosek z równania falowego - tyle ze studiów to jeszcze pamiętam .

No niestety to akurat nie bardzo pamiętasz To jedyna zasada której nie da się wyprowadzić i tylko się ją postuluje. Zasadę nieoznaczoności wyprowadza się dla dwóch niekomutujących obserwabli, czyli operatorów hermitowskich. A czas w mechanice kwantowej jest tylko parametrem, nie jest obserwablą! Nie ma żadnego operatora związanego z czasem, zatem nie da się w ścisły sposób wyprowadzić z równania falowego.

Co do czasu tunelowania, znalazłem dwa artykuły:

https://journals.aps.org/prl/abstract/1 ... 119.023201

Z tego co widzę, to zagadnienie jest trudne, ale ktoś się nim zajmuje. Więcej nie powiem, bo to znowu dalekie od mojej specjalizacji.

[slawekp]

starośc nie radość, skleroza nie boli Dałbym sobie palec uciąć, ze pęd i położenie wyprowadzalismy na wykładzie z równania Schrodingera. A wykładowca nam powiedział, ze kilka innych powiązanych ze sobą wartości - takich np. jak energia i czas, tez zachowuje sie analogicznie. Chyba nieco uprościł.
fakt, czas to parametr, obserwable to np. pęd i położenie.
dzieki za linki, oba artykuły na pierwszy rzut oka dotycza interesującego mnie zagadnienia. będę zgłąbiał
pozdrawiam-- 21 lip 2018, o 18:31 --to jedna i ta sama praca, ale bardzo dziekuje. mam dostep do Physical Review Journals, poczytam sobie
jeszcze raz dzieki
pzdr

[AiDi]

to jedna i ta sama praca, ale bardzo dziekuje. mam dostep do Physical Review Journals, poczytam sobie
jeszcze raz dzieki
pzdr

A to przepraszam, moje niedopatrzenie. Ale na arXivie pewnie znajdziesz dużo więcej w temacie

[slawekp]

tak, dzieki. to jednak nie jest zbyt popularny temat badań.
pzdr