efeito de túnel

No efeito de túnel uma partícula encontra-se fortemente integrada num sistema, isto é, é como se essa partícula se encontrasse fechada num poço de potencial.
A altura energética da parede indica até onde chega a liberdade de movimento espacial da partícula: quanto maior for a sua energia, mais ela sobe no poço.

A forma do poço de potencial mostra, como se de um modelo se tratasse, as relações de ligação do sistema observado.

Geralmente, o poço possui paredes de altura finita com a forma de cratera de um vulcão.

De acordo com o conceito clássico, uma partícula presa num poço de energia não pode libertar-se por si mesma. Para isso necessitaria de um acréscimo de energia o que, no modelo de poço de potencial, equivale a uma elevação da partícula para um nível superior da ponta da cratera lançando-a para o exterior.

Do ponto de vista da mecânica quântica, o caso é diferente. Devido à altura finita das paredes do poço, a função de onda da partícula na parede não é exatamente zero, visto que penetra nela, ainda que com intensidade muito baixa, como a humidade penetra num muro, fazendo com que a partícula tenha uma determinada probabilidade, embora muito pequena, de atravessar a parede como por um túnel. Quanto maior for a energia da partícula, ou seja, quanto mais acima se encontrar dentro do poço de potencial, mais finas são as paredes, aumentando a sua hipótese de fuga.

Com ajuda deste conceito de túnel, o físico norte-americano de origem russa George Gamow (1904-1968) conseguiu explicar, em 1928, a desintegração radioativa de maneira coerente.

Neste processo, algumas partículas saem do núcleo-mãe mesmo que a sua energia cinética intrínseca não seja suficiente para tal.

O efeito de túnel tem uma aplicação técnica no chamado díodo de túnel (componente eletrónico semicondutor) na união de duas zonas de tipo p entre as quais existem condições energéticas especiais.

Nalguns casos, a união pode ser atravessada por eletrões, o que determina as características técnicas particulares do díodo.