نیروی تراوش کوانتومی (Quantum Tunneling Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی تراوش کوانتومی (Quantum Tunneling Force) :
نیروی تراوش کوانتومی مفهومی است که به نیروی مؤثر لازم برای عبور یک ذره از یک سد پتانسیل در فرآیند تونل زنی کوانتومی (Quantum Tunneling) اشاره دارد. در مکانیک کلاسیک، اگر انرژی یک ذره کمتر از ارتفاع یک سد پتانسیل باشد، ذره هرگز نمی تواند از آن عبور کند. اما در مکانیک کوانتومی، ذره به دلیل ماهیت موجی خود، احتمال محدودی برای "تونل زدن" از میان سد و ظاهر شدن در سمت دیگر دارد.
اگرچه نیروی کلاسیکی برای عبور از سد وجود ندارد، می توان یک "نیروی مؤثر کوانتومی" تعریف کرد که متناسب با شیب (گرادیان) فاز تابع موج (Wave Function Phase) یا پتانسیل کوانتومی (Quantum Potential) در فرمالیسم بوهمی (Bohmian Mechanics) است. در این فرمالیسم، پتانسیل کوانتومی (
\[ Q \]) به صورت زیر تعریف می شود:
\[ Q = -\frac{\hbar^2}{2m} \frac{\nabla^2 R}{R} \]که در آن
\[ R \]دامنه تابع موج است. نیروی کوانتومی متناظر برابر با
\[ F_{quantum} = -\nabla Q \]است. این نیروی غیرمحلی (Non-local) مسئول پدیده هایی مانند تونل زنی و تداخل است.
تونل زنی کوانتومی پدیده ای است که در بسیاری از سیستم های فیزیکی و تکنولوژیکی نقش دارد، از جمله واپاشی آلفا (Alpha Decay) در هسته اتم ها، عملکرد دیود تونلی (Tunnel Diode) در الکترونیک، و میکروسکوپ تونلی روبشی (Scanning Tunneling Microscope - STM) که با اندازه گیری جریان تونل زنی بین نوک میکروسکوپ و سطح نمونه، قادر به تصویربرداری از اتم ها است.
