Электроны туннелируют сквозь барьер мгновенно

31.03.2019

Международная группа ученых выяснила, что туннелирование частиц через потенциальный барьер происходит мгновенно, а не через конечное время, как показывали недавние исследования.

В ходе эксперимента физики использовали атомы водорода. Время, затрачиваемое электронами на туннелирование, измеряли с помощью атточасов - устройства, которое генерирует лазерные пучки длительностью несколько аттосекунд (10 в минус 18-ой степени секунды) и способно рассчитать, когда электроны высвобождаются из атома. С водородом взаимодействовала тысяча ультракоротких световых импульсов с суммарной мощностью 30 гигаватт.

Хотя изначально считалось, что туннелирование протекает мгновенно, недавние исследования, в которых применялись многоэлектронные атомы, продемонстрировали, что электроны проходят сквозь потенциальный барьер за конечное ненулевое время. Однако атомы водорода, которые имеют один электрон, позволили провести более точные измерения и расчеты, чтобы разрешить эту загадку. Результаты эксперимента показали, что наблюдаемая картина соответствует данным, полученным при теоретическом моделировании мгновенного туннелирования.

Туннельный эффект, который можно представить, как прохождение объекта сквозь стену, наблюдается в квантовых системах и невозможен в классической механике. Он заключается в том, что частица может преодолеть потенциальный барьер, не имея для этого достаточно энергии, из-за соотношения неопределенностей Гейзенберга. Потенциальным барьером называют область пространства, разделяющую две другие области с различными или одинаковыми потенциальными энергиями.

Туннелирование электронов сквозь сверхтонкий барьер является базовым принципом работы многих современных электронных приборов, используемых в самых разнообразных электронных устройствах (например, гаджетах). Новое открытие позволит более точно моделировать происходящие в них процессы.

<< Назад: MAX14851 - универсальный 6-канальный 600V цифровой изолятор 01.04.2019

>> Вперед: Летние фрукты круглый год 31.03.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Цвет Марса связан с его прошлым 17.02.2025 На протяжении тысячелетий человечество задавалось вопросом: почему Марс имеет характерный красный оттенок? Современная наука утверждает, что причина кроется в высоком содержании оксидов железа в пыли, покрывающей поверхность Красной планеты. Однако разнообразие этих оксидов ставит перед учеными новые задачи, ведь некоторые из них могли образоваться только в условиях, потенциально пригодных для зарождения жизни. Таким образом, разгадка цвета Марса может стать ключом к пониманию его прошлого и, возможно, ответить на вопрос, существовала ли когда-либо жизнь на этой планете. Основная сложность заключается в невозможности точного анализа марсианской пыли без доставки образцов на Землю. NASA сталкивается с трудностями в реализации своей программы по возвращению образцов, и ожидается, что эта миссия будет осуществлена не ранее конца 2030-х годов. Тем временем китайские ученые активно работают над технологиями сбора и доставки марсианского грунта, стремясь опередить NASA и выполнить эту историческую миссию до 2035 года. В условиях отсутствия образцов марсианской почвы ученые вынуждены полагаться на спектральные данные, моделирование процессов и лабораторные эксперименты, воссоздающие марсианские условия. Группа американских ученых провела масштабное исследование, объединив данные, полученные с орбитальных аппаратов NASA и ESA, а также марсоходов NASA. Основное внимание было уделено анализу поверхности Марса и возможности образования таких оксидов железа, как ферригидриты. Эти соединения образуются при относительно низких температурах в присутствии кислорода и жидкой воды, что указывает на потенциальную обитаемость планеты в прошлом. "Фундаментальный вопрос о красном цвете Марса волновал ученых на протяжении многих веков", - отмечают исследователи. "Наш анализ позволяет предположить, что ферригидрит присутствует повсеместно в марсианской пыли и, возможно, в горных породах. Хотя идея о ферригидрите как причине красного цвета Марса не нова, теперь мы можем проверить эту гипотезу с большей точностью, используя данные наблюдений и новые лабораторные методы, позволяющие воссоздать марсианскую пыль в земных условиях". Полученные данные открывают новые перспективы для изучения потенциальной обитаемости Марса в прошлом и подчеркивают важность сотрудничества между NASA и его международными партнерами. Эти исследования не только помогают ответить на фундаментальные вопросы о нашей Солнечной системе, но и способствуют развитию космической отрасли. Таким образом, тайна красного цвета Марса постепенно раскрывается, открывая новые горизонты для понимания прошлого и будущего Красной планеты.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026