نمایی از تونل زنی کوانتومی از میان یک سد تکی (قطعه بالایی) و سدهای دوتایی (قطعه پایینی) در حضور تونل زنی تشدیدی (RT)، جایی که فاصله بین سدی w_n با گامی که کوچکتر از طول پلانک نیست، تغییر می کند.

یک گروه پژوهشی به رهبری پروفسور دکتر یانگ یونگ از موسسات علوم طبیعی آکادمی علوم چینی هِفی، یک پدیده تونل زنی کوانتومی قابل توجه از میان سدهای پتانسیل دوتایی را به نمایش درآورده است. آنها دریافتند که تونل زنی کوانتومی در دماهای پایین غالب است و نقش قابل توجه آن تا دماهایی در حدود 600 کلوین تدوام می یابد.

پروفسور یانگ می گوید: "این یک پیشرفت مهم در دینامیک ذرات کوانتومی از میان سدهای دوتایی است که یک فرصت ممکن برای اندازه گیری های فوق دقیق بر مبنای سیستم های اتمی را فراهم می کند".

نتایج در مجله Physical Review Research منتشر شده است.

آیا فضای حقیقی به طور نامحدودی قابل تقسیم کردن است؟ در یک دنیای ماکروسکوپیک پاسخ قطعا "مثبت" است، چون تجارب روزمره از قبیل مشاهده جریان های آب یا اجسام در حال سقوط آزاد همیشه تصور مسیرهای پیوسته را القا می کنند. در دنیای کوانتومی وضعیت به طور چشمگیری تغییر می کند. در نظریه هایی که برای اتحاد مکانیک کوانتوم و گرانش تلاش می کنند، یک طول کمینه پیش بینی می شود و معمولا طول پلانک (IP) در نظر گرفته می شود که حدود ^-35 10 متر است.

در تحقیق مذکور، پژوهشگران تونل زنی کوانتومی را از میان سدهای دو تایی مطالعه کرده و قضیه ای را به دست می آورند که نشان می دهد اگر فاصله بین دو سد بتواند به طور پیوسته تغییر کند، یعنی اگر فضای حقیقی یک پیوستار باشد، صرفا با تنظیم کردن میزان جدایی سد-سد، ذره فرودی می تواند به سدهای دو تایی با اندازه به دلخواه بزرگ، کاملا نفوذ کند. این پدیده، تونل زنی تشدیدی (Resonant Tunneling-RT) نامیده می شود. اگر یک طول کمینه غیر صفر وجود داشته باشد، وقتیکه ارتفاع سد از یک مقدار معین فراتر رود، تونل زنی تشدیدی متوقف می شود. تحلیل نظری نشان می دهد که احتمال تونل زنی تشدیدی ذرات کوانتومی به شدت به مقدار جدایی بین دو سد بستگی دارد.

این پژوهش، ارتباط عمیق بین تونل زنی کوانتومی و نظریه های کوانتومی گرانش را آشکار کرده و یک گزینه ممکن برای اندازه گیری فوق دقیق و در نتیجه آزمودن وجود یک طول کمینه را فراهم می کند.

منبع:

Resonant tunneling: A possible way to probe the minimum length using atomic systems