Secundaria Efecto tunel

[john500]

Hola
Que es el efecto tunel? Esque en muchos videos y paginas dice que pdriamos aparecer un dia en marte por este efecto. Que es? Quien lo descubrio?

[Julián]

Re: Efecto tunel

hechale un vistazo a este link http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_t%C3%BAnel

El efecto tunel que yo conosco y en la única forma que lo he visto es el que se da en un diodo de juntura muy dopado, particularmente ese diodo recibe el nombre de diodo tunel. Es bastante complicado explicarlo de forma general.

Un diodo es un componente electronico formado por un material semiconductor el cual una región es dopada con impurezas donoras y la otra aceptoras. Bueno eso no viene al caso pero en la zona que divide ese dos regiones se forma un campo eléctrico que establece una diferencia de potencial la cual los electrones no la pueden pasar por el principio de equivalencia de la energia, ya que la energía cinética de estos es menor que la energía potencial y por lo que no pueden pasar por esa barrera. Es lo mismo que si vos estás con una bici en una colina y del otro lado hay otra más alta, si te dejas caer solamente por la gravedad, no vas a poder pasar la segunda colina porque la energía potencial gravitatoria de esta es mayor a la energía potencial gravitatoria de la primera que es la que tenías.

Pero si hacemos que esa barrera potencial se angoste, no me refiero a que disminuya su potencial sino que su longitud (en la analogía con la colina no sería que disminuya su altura sino su largo) un electrón podrá pasar al otro lado de la colina, como si pasó por a través de esta en vez de por esta (de allí efecto tunel)Esto es debido a que el electrón a veces se comporta como partícula y a veces como onda. La onda es una onda de probabilidades de que el electrón este en una cierta región. Así que si la longitud de la "colina" es muy angosta aunque su altura sea enorme, y como la posibilidad que un electrón este en una zona donde esa zona abarca ambos lados de la barrera se da una particularidad de que aparesca del otro lado sin que viole la ley de la conservación de la energía. Ah y además del otro lado tiene que haber estado permitidos para que pase el electrón.

Esque en muchos videos y paginas dice que pdriamos aparecer un dia en marte por este efecto

jejejeje, la verdad que si dicen esas cosas. he visto documentales en el history chanel que decían esas cosas y es de lo más disparatado. ¿que estamos todos locos? A diferencia de un electrón que es una partícula subatómica nosotros estamos en otra escala, en donde es posible determinar la posición exacta.

[SantiagoGlez]

Re: Efecto tunel

Hola a todos. Siguiendo a julian403 describiría el efecto túnel como la penetración en la región clásicamente prohibida. ¿Y qué es esto? Bueno, para describir la función de onda de una partícula se toma, en forma básica, las soluciones de la ec. de Schrödinger en un pozo finito o infinito. En este pozo y para salir de él, la partícula tiene que superar una barrera, la energía potencial. En principio la energía potencial es superior a la energía cinética de la partícula y claramente la energía total es la suma de ambas. Si la partícula es capaz de superarla significa que su Energía Total (debido a los esfuerzos por superar estas alturas) es menor que la energía potencial a la que nos hemos referido (aunque esto depende de la altura a superar). Esta zona es la llamada clásicamente prohibida. El símil es el que ha expuesto julian403. Antes de empezar a subir la montaña no sabemos si serás capaz o no de tomar la cima. Si la tomas y debido a los esfuerzos de subirla (la altura digamos que es la energía potencial) tu energía total será inferior a la energía potencial. Es decir una vez tomada la cota tu energía cinética ha disminuido bastante (otrra vez esto depende de la altura del monte que quieres subir). Y te encuentras ya en el valle que sigue a la cima, estás en la zona clásicamente prohibida porque tu Energía total es inferior a la Energía potencial. Acabas de hacer un efecto de túnel cuántico.

[guibix]

Re: Efecto tunel

Solo quiero aclarar una cosa:

El efecto túnel es también una consecuencia del principio de indeterminación aplicado a la energía y el tiempo (ya que este par de observables no conmuta). La energía necesaria para saltar la barrera de potencial multiplicada por el tiempo que tarda en hacer el "salto", no puede superar a la constante de Planck: $\Delta E\Delta t\leqslant\hbar/2.$. Esto significa que cuanto mayor es el potencial a saltar, menor debe ser el tiempo del salto. Por esto cuanto menor sea tanto el "alto" del potencial como su anchura, es más probable de que salte.

Además, después del salto, la energía usada es devuelta al vacío, de tal manera que la partícula seguirá teniendo la energía que tenía antes del salto. Así no se viola la conservación de la energía.

Saludos.

[john500]

Re: Efecto tunel

Como que se va al vacio? Y porque no nosotroa podemos hacer lo mismo? Ya que estamos echos de particulas que pueden conportarse como onda, podriamos atravesar paredes? Jaja suena raro.

[Weip]

Re: Efecto tunel

Que yo sepa hay una probabilidad pequeña que eso pase en el mundo macroscópico, pero my muy pequeña. Tan pequeña que por ahora no se sabe de nadie que haya experimentado un efecto túnel.

[guibix]

Re: Efecto tunel

Como que se va al vacio?

Sí, la energía para lograr el salto es extraída del vacío y devuelta a él después del salto, así se conserva la energía. Esto es que el vacío contiene cierta cantidad de energía que aparece en múltiples situaciones al nivel cuántico.

Y porque no nosotroa podemos hacer lo mismo? Ya que estamos echos de particulas que pueden conportarse como onda, podriamos atravesar paredes? Jaja suena raro.

Teóricamente se podría, pero como he dicho, la energía necesaria para lograrlo multiplicada por el tiempo que requiere el salto no puede ser mayor a la mitad de la constante de Planck. Como seguramente sabrás ésta constante es muy, pero que muy pequeña, luego el tiempo para lograrlo debería ser tan pequeño que tendrías que estar muuuuy cerca de la pared y ésta tendría que ser muy delgada. Sin estar del todo seguro, diría que si la distancia a cruzar dividida por el tiempo mínimo necesario deducido en $\Delta E\Delta t\leqslant\hbar/2$ da como resultado una velocidad mayor que la de la luz, entonces el salto no sería posible.

A todo esto debes añadir que cuanta más energía se requiera y mayor sea la distancia a saltar, es menos probable de que se efectúe el salto. No es algo que se pueda controlar, es algo que ocurre o no en función de una probabilidad, que se vuelve prácticamente nula en objetos y barreras macroscópicas.

Por lo que olvida lo de cruzar paredes . Porqué de poderse conseguir, la única manera posible conocida, sería intentarlo las suficientes veces hasta manifestarse la probabilidad de que ocurra. Seguramente esto requeriría chocar contra la pared una vez por segundo durante toda la vida del Universo o más para que en uno de los intentos ocurra el salto. Vaya, que sería poco recomendado intentarlo .

[SantiagoGlez]

Re: Efecto tunel

Un detalle, la constante de Planck es h, la "h barrada" (h con la barrita) es la constante de Dirac, siendo ésta igual a h/2*Pi.

[john500]

Re: Efecto tunel

Jaja pero seria algo genial! La constante de planck es la de la h con palito?

[Weip]

Re: Efecto tunel

Jaja pero seria algo genial! La constante de planck es la de la h con palito?

No, como ha explicado SantiagoGlez, la $h$ es la constante de Planck i la $\hbar$ es la constante reducida de Planck (la de Dirac). La relación entre estas dos constantes es $\hbar=\frac{h}{2 \pi}$.

[guibix]

Re: Efecto tunel

Un detalle, la constante de Planck es h, la "h barrada" (h con la barrita) es la constante de Dirac, siendo ésta igual a h/2*Pi.

Cierto. No lo dije a propósito para no liarlo más, pero gracias por la puntualización.