LA SCIENZA PER TUTTI

L'EFFETTO TUNNEL!

Dopo un estenuante lavoro, come potranno testimoniare le mie compagne di laboratorio, abbiamo concluso e siamo usciti dal tunnel delle relazioni di chimica fisica ….. materia tanto interessante quanto impegnativa sia nel fisico che nel morale come direbbe qualcuno.

Proprio in onore di questo tunnel, dal quale sono appena uscito, desidero illustrarvi in poche righe uno dei fenomeni più bizzarri e affascinanti della meccanica quantistica: l’effetto tunnel quantistico.

L'effetto tunnel è un effetto quantomeccanico che permette una transizione ad uno stato impedita dalla meccanica classica.

Supponiamo di avere una particella e di dover superare una barriera di dimensioni indefinite (la classica montagna da “scalare”)

Secondo la meccanica classica, per superare tale barriera, la particella deve avere una minima energia per superare la barriera stessa.

La meccanica quantistica invece prevede che la particella abbia una probabilità, piccola ma finita, di attraversare spontaneamente una barriera arbitrariamente alta.

La particella quindi può, detto in termini poco raffinati, superare la barriera senza “scavalcarla”.

Nel mondo macroscopico è impensabile tutto questo, e lo si vede solo nei film in cui compaiono fantasmi o quant’altro.

Eppure, tale fenomeno è tanto vero (a livello microscopico) quanto importante.

Senza l’effetto tunnel, le temperature presenti nei nuclei delle stelle non sarebbero sufficienti a innescare le reazioni nucleari che costituiscono il “motore” di questi corpi celesti, che come dobbiamo ricordare, sono le “fabbriche” degli elementi chimici che tutti noi ritroviamo in una semplice tavola periodica e nella vita quotidiana.

La cosa interessante di questo fenomeno, e qui concludo questo post, è che per il principio di indeterminazione di Heinsenberg, non è mai possibile osservare una particella mentre attraversa tale barriera, ma solo prima e dopo tale transizione.

Le immagini seguenti sono un po’ il riassunto di quanto detto, e lascio a voi i commenti e gli approfondimenti. Il fenomeno, dal punto di vista prettamente chimico-fisico, è relativamente complesso, ma il “succo” del discorso è contenuto nelle poche righe che spero di avervi trasmesso.

Alla prossima puntata!