**Тунэ́льны эфе́кт** — квантава-механічная з’ява праходжання электронаў і іншых элементарных часціц праз патэнцыяльны бар'ер, вышыня якога большая за поўную энергію часціц.

З’ява абумоўлена хвалевымі ўласцівасцямі часціц і ляжыць у аснове аўтаэлектроннай эмісіі, эфекта Джозефсана і інш. Таксама тунэльны эфект ўплывае на працэcы тэрмаядзерных рэакцый.

Гісторыя і даследчыкі
---------------------

Адкрыццю тунэльнага эфекту папярэднічала адкрыццё А. Бекерэлем у 1896 годзе радыеактыўнага распаду, вывучэнне якога працягнулі Марыя і П’ер Кюры, якія ў 1903 годзе атрымалі за свае даследаванні Нобелеўскую прэмію. На аснове іх даследаванняў у наступнае дзесяцігоддзе была сфармулявана тэорыя радыеактыўнага распаду, неўзабаве пацверджаная эксперыментальна.

У той жа час, у 1901 годзе, малады вучоны Роберт Фрэнсіс Эрхарт (Robert Francis Earhart), які даследаваў з дапамогай інтэрфераметрыі[ru] паводзіны газаў паміж электродамі ў розных рэжымах, нечакана атрымаў невытлумачальныя даныя. Азнаёміўшыся з вынікамі эксперыментаў, вядомы вучоны Д. Томсан выказаў здагадку, што тут дзейнічае яшчэ не апісаны закон і заклікаў навукоўцаў да далейшых даследаванняў. У 1911 і 1914 гадах адзін з яго аспірантаў, Франц Розер (Franz Rother), паўтарыў вопыт Эрхарта, выкарыстоўваючы для вымярэнняў замест інтэрфераметрыі больш адчувальны гальванометр, і яўна зафіксаваў узніклае паміж электродамі «невытлумачальнае» стацыянарнае поле электроннай эмісіі. У 1926 усё той жа Разер выкарыстаў у вопыце найноўшы гальванометр з адчувальнасцю 26 pA і зафіксаваў «стацыянарнае поле электроннай эмісіі», якое ўзнікае паміж блізка размешчанымі электродамі нават у глыбокім вакууме.

У 1927 годзе нямецкі фізік Фрыдрых Хунд стаў першым, хто матэматычна выявіў «тунэльны эфект» пры разліках спакою двух’ямнага патэнцыялу[en]. У 1928 годзе незалежна адзін ад аднаго формулы тунэльнага эфекту прымянілі ў сваіх працах рускі навуковец Георгій Гамаў[ru] і амерыканскія навукоўцы Рональд Гёрні[en] і Эдвард Кондан[ru] пры распрацоўцы тэорыі альфа-распаду. Абодва даследаванні адначасова рашалі ўраўненне Шродзінгера для мадэлі ядзернага патэнцыялу і матэматычна абгрунтоўвалі сувязь паміж радыеактыўным паўраспадам часціц і іх радыеактыўным выпраменьваннем імавернасцю тунэлявання.

Наведаўшы семінар Гамава, нямецкі навуковец Макс Борн паспяхова развіў яго тэорыю, выказаўшы здагадку, што «эфект тунэлявання» не абмяжоўваецца сферай ядзернай фізікі, а мае значна больш шырокае дзеянне, бо ўзнікае па законах квантавай механікі і, такім чынам, выкарыстоўваецца і ў дачыненні для апісання з’яў у многіх іншых сістэмах. Пры аўтаномнай эмісіі з металу ў вакуум, да прыкладу, па закону Фаўлера — Нордгейма[ru], сфармуляванаму ў тым жа 1928 годзе.

У 1957 годзе вывучэнне паўправаднікоў, развіццё транзістарных і дыёдных тэхналогій прывялі да адкрыцця тунэлявання электронаў у механічных часціцах. У 1973 годзе амерыканец Дэвід Джозефсан атрымаў Нобелеўскую прэмію па фізіцы «За тэарэтычнае прадказанне ўласцівасцей току звышправоднасці, які праходзіць праз тунэльны бар’ер», разам з ім прэміі ўдастоіліся японец Лео Эсакі і нарвежац Івар Гіевер «За эксперыментальныя адкрыцці „тунэльных з’яў" у паўправадніках і звышправадніках адпаведна».
У 2016 годзе было адкрыта і «квантавае тунэляванне вады[en]».

Гл. таксама
-----------

* Карпускулярна-хвалевы дуалізм
* Тунэльны дыёд і развернуты дыёд
* Эфект Джозефсана
* Альфа-распад
* Парадокс тунэльнага эфекту

Зноскі
------

1. 1 2  Nimtz; Haibel (2008). *Zero Time Space*. Wiley-VCH. p. 1.
2. ↑  *Thomas Cuff*. The STM (Scanning Tunneling Microscope) [The forgotten contribution of Robert Francis Earhart to the discovery of quantum tunneling.] **(нявызн.)**. *ResearchGate*.
3. ↑  *Hund F.* Zur Deutung der Molekelspektren III, Zeitschrift für Physik, Band 43, 1927, S. 805–826.
4. ↑  *Гамов Г.* Очерк развития учения о строении атомного ядра (I. Теория радиоактивного распада) // УФН 1930. В. 4.
5. ↑  Gurney, R. W.; Condon, E. U. (1928). "Quantum Mechanics and Radioactive Disintegration". *Nature* **122** (3073): 439. doi:10.1038/122439a0. Bibcode: 1928Natur.122..439G.
6. ↑  Gurney, R. W.; Condon, E. U. (1929). "Quantum Mechanics and Radioactive Disintegration". *Phys. Rev* **33** (2): 127–140. doi:10.1103/PhysRev.33.127. Bibcode: 1929PhRv...33..127G. .
7. ↑  Bethe, Hans (27 October 1966). "Hans Bethe - Session I" (Interview). Інтэрв’ю з Charles Weiner; Jagdish Mehra. Cornell University. Праверана 1 May 2016. `{{cite interview}}`: Невядомы параметр `|program=` ігнараваны (даведка)Папярэджанні CS1: розныя назвы: interviewers list (link)
8. ↑  Friedlander, Gerhart; Kennedy, Joseph E.; Miller, Julian Malcolm (1964). *Nuclear and Radiochemistry* (2nd ed.). New York: John Wiley & Sons. pp. 225–7. ISBN 978-0-471-86255-0. .
9. 1 2  Razavy, Mohsen (2003). *Quantum Theory of Tunneling*. World Scientific. pp. 4, 462. ISBN 9812564888. .
10. ↑  Quantum Tunneling of Water in Beryl: A New State of the Water Molecule **(нявызн.)**. *Physical Review Letters* (22 красавіка 2016). doi:10.1103/PhysRevLett.116.167802. Праверана 23 April 2016.

Літаратура
----------

* Тунэльны эфект // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 16: Трыпалі — Хвіліна / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 2003. — Т. 16. — С. 31. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0035-8. — ISBN 985-11-0263-6 (т. 16).
* *Туннельный эффект* — артыкул з Фізічнай энцыклапедыі

Спасылкі
--------

* Артыкул на сайце ХиМиК.ру  (руск.)
* Туннельный эффект  (руск.) // Сайт Маскоўскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя М. В. Ламаносава
* 

* Лагатып Вікісховішча На Вікісховішчы ёсць медыяфайлы па тэме Тунэльны эфект

|  |  |
| --- | --- |
| ⚙️   Слоўнікі і энцыклапедыі | Вялікая кітайская · Вялікая нарвежская · Вялікая нарвежская · Вялікая расійская (старая версія) · Britannica (онлайн) |
| Нарматыўны кантроль | GND: 4136216-0 · LCCN: sh85138672 · Microsoft: 120398109 · NDL: 00573280 |