¿Existe alguna posibilidad de encontrar una partícula dentro de una barrera potencial en el túnel cuántico?

Si bien haces una buena pregunta, la respuesta que sigue debería angustiarte un poco:

La respuesta simple es que la dispersión en la mecánica cuántica (de la cual el túnel cuántico es un caso especial) no puede reconciliarse con los otros axiomas que damos por sentado en QM.

  • Por ejemplo, notará que la integración de la función de probabilidad en todo el espacio para una barrera de potencial rectangular (el ejemplo de túnel cuántico canónico) no se evalúa a 1; de hecho, todo el asunto diverge.
  • La definición de la reflexión y la probabilidad de transmisión son puramente arbitrarias, si te interesa mirarlas. ¿Por qué la probabilidad de reflexión debería ser el coeficiente de la onda reflejada? Un verdadero físico cuántico argumentaría, en cambio, que uno simplemente debe cuadrar el coeficiente de la onda reflejada, después de todo, hacemos esto en cualquier otro lugar para llegar a la probabilidad.
  • Los problemas de dispersión generalmente requieren alguna versión del potencial de partículas libres para funcionar correctamente, y la partícula libre es uno de esos casos donde nuestras reglas claras para QM fallan grandemente. Obtenemos el uso del análisis de ondas parciales y otras técnicas, pero el hecho es que estamos trabajando tácitamente con el único caso en el que tenemos que recurrir a espacios infinitos de Hilbert (que no son amigables, en absoluto).

La dispersión es probablemente la única excepción que encontrará en los axiomas. Nunca he visto un tratamiento unificado de cómo funciona y por qué difiere de otras construcciones, aunque la gente generalmente me ha señalado que manipule los espacios de Hilbert y luego evitó profundizar en más detalles. Sin duda, existe una buena conexión; sin embargo, no creo que los estudiantes universitarios usualmente estén en condiciones de seguirla.

Para volver a conectar esto con su pregunta, el problema es bastante simple: no está trabajando con la mecánica cuántica regular cuando está resolviendo el túnel cuántico, por lo que está viendo contradicciones extrañas entre lo que está trabajando y qué estás esperando

La probabilidad de transmisión y la probabilidad de reflexión son declaraciones sobre el futuro distante (es decir, infinito). Finalmente, la partícula transmitirá o reflejará, a menos que la barrera sea lo suficientemente compleja como para permitir la formación de un “estado unido” que permita que la partícula permanezca en la barrera para siempre.

La probabilidad distinta de cero de que la partícula exista en la barrera es solo en tiempos intermedios, por lo que no hay contradicción.

Para detectar la partícula, debe haber creado un volumen en el que su probabilidad de existencia no sea imaginaria. Es un caso clásico del observador que afecta la observación. Nunca puedes estar dentro de la barrera potencial. Puede crear un agujero dentro de él, en cuyo caso las probabilidades se ajustarán en consecuencia. Pero no puede colocar una sonda en la zona imaginaria: al colocar la sonda, no la hace imaginaria.

More Interesting

¿Por qué la desintegración beta negativa no produce catión?

¿Qué te emociona de la física?

Física: ¿Qué partículas hay realmente y cómo y con qué criterios se dividen? ¿Me puede gustar la sistemática de plantas y animales que imagino?

¿No pueden los borradores cuánticos funcionar correctamente si nuestros cerebros tienen la 'información' de una partícula?

¿Han demostrado algunos experimentos que las fuerzas, partículas u objetos extradimensionales tienen un efecto sobre los objetos en nuestra dimensión?

¿Cuántos tipos de partículas sin masa hay?

Cuando alguna partícula alcanza la velocidad de la luz, ¿cómo tiende a ganar masa?

¿Qué tienen en común una bombilla y el Gran Colisionador de Hadrones?

¿Cómo podemos vivir en un universo de tiempo de bloque cuando las partículas cuánticas no tienen líneas mundiales bien definidas?

¿Cuántos tipos de quarks hay? ¿Hay algo más pequeño que un quark?

¿Por qué el quark up es más ligero que el quark down pero los quarks top y charm son más pesados ​​que sus contrapartes cargadas negativamente?

¿Es posible hacer una partícula sin masa?

¿Qué son las partículas según la teoría cuántica de campos?

Una partícula ejecuta un movimiento armónico simple con un período de tiempo de 16 segundos. En ese momento t = 2 segundos, la partícula cruza la posición media mientras que en t = 4 segundos, su velocidad es de 4 m / s. ¿Cuál es la amplitud de movimiento en metros?

¿Cómo determina la oscilación de una cuerda qué partícula es? ¿Cómo sería una oscilación de cuerda quark up?