¿Con qué frecuencia ocurre la tunelización cuántica?

En realidad es razonablemente simple.

Un quanta no tiene una ubicación exacta. Su ubicación es una función de probabilidad hasta que la midas. Entonces lo obligas a tomar una decisión. (Esa es una explicación antropomórfica, pero lo suficientemente cercana para nuestros propósitos).

Entonces, si pones un suministro de cuantos en un lado de una barrera, no pueden cruzar. Pero debido a que su posición es incierta, cada quanta tiene una probabilidad pequeña, pero no nula, de estar en el lado equivocado de la barrera cuando se “obliga a tomar una decisión”.

Este es uno de los pocos fenómenos cuánticos que es 100% tan surrealista y mágico como parece. Quanta puede superar una barrera insuperable utilizando nada más que probabilidad.

Si los objetos macroscópicos pudieran actuar de esta manera, tendrías el truco de fiesta humorístico de Douglas Adams en el que el Infinite Improbability Drive se usa para hacer que la ropa interior de la anfitriona salte tres pies hacia la izquierda. Es exactamente así de extraño.

Pero la tunelización tiene aplicaciones prácticas en el mundo real, una de las cuales es: hace que las estrellas funcionen y nos permite construir un tipo de microscopio de alta potencia.

Hmm, eludiré esa pregunta y propondré una teoría alternativa.

¿Qué es esta tontería que escucho sobre túneles? ¡¡Modelo!! Piense en una barrera de agua que se mantiene en un círculo alrededor de un átomo o lo que sea. El agua tiene 5 metros de altura, por lo que esperaríamos que nada sin suficiente energía despeje 5 metros para salir. Pero otras cosas, de menor energía, salen. Oh, debe estar haciendo túneles. Incorrecto. Malas palabras. En cambio, piense en algo que solo pueda saltar 4 metros contra la pared de agua. No sale, PERO ha afectado (influenciado) la barrera. Hay una ola en el agua. Ahora, aunque la altura promedio puede ser de 5 metros, hay una ola dando vueltas. Algunas partes de la ola son más altas que 5 metros, pero algunas partes de la ola son menos, digamos 1 metro. Esto significa que si algo con suficiente energía para saltar una pared de 1 metro golpea la pared en un momento en que es de 1 metro (aunque en promedio es de 5 metros), entonces se saldrá.

Si eso es lo que quieres decir con túneles, está bien. Pero prefiero el concepto de “muro bajo”.

Cuando las cosas golpean contra una pared (no es sólido, elija el campo de fuerza) la pared reacciona. No vuelve al promedio en todas partes durante mucho tiempo (la energía se debe gastar en algún lugar).

Todo el tiempo. Muchas reacciones químicas dependen de ello. También lo hacen muchos procesos biológicos. Pero los ejemplos más dramáticos están en la electrónica que está usando para leer esto.

Las mitocondrias de sus células usan túneles para mover posiciones de un cristal de FeS al siguiente y a través de una membrana donde se almacenan para la síntesis de atp.

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