Hoe gaat kwantumtunneling precies in zijn werk?

Antwoord

Beste Ken,

Voor elke waarnemer is de snelheid van elk lichtdeeltje of foton dezelfde, namelijk de lichtsnelheid. Niets in ons universum kan sneller voortbewegen. Een laserstraal is een verzameling van fotonen, die in een welbepaalde richting gaan. Ook deze deeltjes en dus de laserstraal, beweegt zich voort met de snelheid van het licht.

Kwantumtunneling is het fenomeen waarbij deeltjes door een muur gaan, waar ze volgens onze klassieke denkbeelden niet door kunnen.

Als bijvoorbeeld in een computerchip, twee geleidende banen heel dicht bij elkaar liggen, gescheiden door een isolator, kan er af en toe toch een elektron van de ene baan naar de andere "tunnelen", terwijl je zou denken dat dit elektron nooit door die isolator kan breken.

Dit komt doordat in de kwantummechanica, het elektron zich niet op een welbepaalde plaats bevindt, maar dat er enkel bekend is hoe groot de kans is dat het elektron zich daar bevindt.

Aan de rand van geleider 1 is die kans "niet 0", want het elektron kan zich zonder problemen aan de rand van de geleider bevinden. Nu schrijft de kwantummechanica voor dat de kans niet kan springen van "niet 0" naar "0" (ze moet continu zijn). De kans daalt wel heel snel (exponentieel) in de isolator. Als geleider 2 heel dicht bij geleider 1 ligt, is er dus nog altijd een niet verwaarloosbare kans dat het elektron zich in geleider 2 bevindt. Er is met andere woorden een kans dat het elektron naar geleider 2 tunnelt.

In de computerindustrie worden tegenwoordig microchips gemaakt waarbij de geleiders zo dicht bij elkaar liggen dat er rekening moet gehouden worden met kwantumtunneling.