Tunelový jav

Tunelový jav

 

Predpokladam, ze nas hrdy ateista vaziaci si vedu a dokazy nebude verit ani na prechadzanie cez stenu...

 

http://sk.wikipedia....ki/Tunelový_jav

 

Nehnevaj sa, ale takéto podobenstvá a príklady by som očakával skôr od nejakého kazateľa pri nedeľnej bohoslužbe. To, že nejaká častica dokáže prekonať potenciálovú bariéru atómového jadra ešte neznamená, že sa rovnakým spôsobom dokáže správať celý atóm. O molekulách, živých bunkách alebo dokonca mnohobunkovom živom organizme ani nehovoriac.

 

 

 

edit.

Valcik,

 

atom, molekula a rovnako aj ty si len subor castic, z ktorych sa kazda dokaze pretunelovat.

Tvoj prechod cez stenu je len menej pravdepodobny, ale principialne mozny.

Tolko k tomu exaktna veda, ktoru si spominany dialekticky materialista (a najskor aj ty) vraj tak velmi vazi.

V odlišných atómoch ale na jednotlivé častice pôsobia odlišné vzájomné sily. Myslím, že pri prekonávaní potenciálovej bariéry v odlišných atómoch teda častice musia na opustenie jadra dosiahnuť odlišnú rýchlosť. Inými slovami, pri zložitejších molekulách alebo bunkách, v ktorých by jednotlivé častice opustili štruktúru pôvodných atómov, by sme podľa mňa nedostali pôvodný objekt posunutý v priestore, ale skôr náhodný zhluk jednotlivých častíc, ktoré by delila rozličná vzdialenosť závislá od smeru a rýchlosti (resp. energie), ktorú jednotlivé častice museli dosiahnuť, aby vôbec mohli tunelovať.

 

Nie som síce fyzik, ale keď obhajuješ kráčanie živého tvora po vodnej hladine kvantovou mechanikou, jednoducho mi to nesedí.

V odlišných atómoch ale na jednotlivé častice pôsobia odlišné vzájomné sily. Myslím, že pri prekonávaní potenciálovej bariéry v odlišných atómoch teda častice musia na opustenie jadra dosiahnuť odlišnú rýchlosť.

 

 

No vsak prave o tom je tunelovy jav, ze je mozny pri lubovolnej rychlosti, netreba dosahovat ziadne specialne unikove rychlosti.

V praxi dochadza bezne k tunelovaniu struktur pozostavajucich z viacerych elementarnych castic - o ziadnych tebou opisovanych problemoch som nepocul.

Neviem o nicom (okrem nizkej prvadepodobnosti), co by principialne branilo pretunelovaniu celeho cloveka cez stenu.

 

O tunelovom jave nepochybne pravdepodobnejsie budes pocut na nejakom vedeckom seminari, nez pri bohosluzbe, akurat to nebude skupina materialistickych dialektistov...

No vsak prave o tom je tunelovy jav, ze je mozny pri lubovolnej rychlosti, netreba dosahovat ziadne specialne unikove rychlosti.

 

No práve, každá častica má pri tunelovaní odlišnú rýchlosť a aj smer pohybu. Nedokážem si predstaviť, ako by mohli tunelovať všetky častice mnohobunkového organizmu súčasne, do rovnakej vzdialenosti a zároveň tak, aby po tunelovaní znova utvorili pôvodnú štruktúru atómov. Hádam, že práve preto je každá elektróda tunelovej diódy vyrobená z jedného chemického prvku.

 

O tunelovom jave nepochybne pravdepodobnejsie budes pocut na nejakom vedeckom seminari, nez pri bohosluzbe, akurat to nebude skupina materialistickych dialektistov...

 

Zrejme áno, ale prekvapilo by ma, ak by vedátori na vedeckom seminári používali Ježišovu chôdzu po vodnej hladine ako príklad tunelového efektu častíc.

Je principialne mozne, aby clovek presiel cez stenu v dosledku tuneloveho javu z kvantovej mechaniky?

 

http://sk.wikipedia.org/wiki/Tunelov%C3%BD_jav

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tunnelling

 

Mne pride, ze okrem mizivej pravdepodobnosti v tom nie je principialny problem. Prekvapil ma nazor, ze system viazanych atomov by nemal byt schopny pretunelovat ako celok. Experimentalne dokazy kvoli nizkej pravdepodobnosti asi existovat nebudu, ale nenapada mi nic, preco by to nemalo fungovat aj pre takyto system.

kdesi som videl prirovnanie tunelového javu k "Newtonovmu kyvadlu"

http://sk.wikipedia.org/wiki/Newtonovo_kyvadlo

častica ktorá na jednej strane, narazí do bariéry, je bariérou pohltená, nie je v podstate totožná s časticou, ktorá na opačnej strane s bariéry vyletí, je s nej vyemitovaná

proste jadro aby si zachovalo stabilitu, "vypľuje" kus identický s pohlteným na opačnej strane, pritom cez bariéru ale nič neletí

Myslim ze cloveku v takomto tunelovani nic nebrani, myslim ze mozes brat celeho cloveka ako jeden celok a opisat ho vlnovou funkciou, a zistit pravdepodobnost ze sa v nejakom momente nachadza za stenou (integral druhej mocniny vln. funkcie od steny po nekonecno je pravdepodobnost v akomkolvek momente). kedze clovek je ale dost tazky, ma velku hybnost a teda bude vlnova dlzka velmi mala a takato situacia nepravdepodobna.

Vlnove spravanie sa uz podarilo ukazat pri objektoch viditelnych volnym okom, takze nemyslim ze by v tom bol nejaky problem.

no jasné...čo ste nepozerali Hopkirka?

ale beze srandy.

...Vlnove spravanie sa uz podarilo ukazat pri objektoch viditelnych volnym okom, takze nemyslim ze by v tom bol nejaky problem.

 

nie som si istá, ale nejde len o schopnosť ľudského oka vnímať a prenášať obraz videného vďaka tomu, že svetlo má vlnovo-korpuskulárnu povahu? A ani to svetlo sa cez - napríklad - stenu nedostane. Alebo len my ho nevieme vnímať, ak sme v druhej miestnosti? myslím, že to, čo tu píšeš, sa týka svetla, a nie prenosu nejakých častíc cez bariéru...?

...častica ktorá na jednej strane, narazí do bariéry, je bariérou pohltená, nie je v podstate totožná s časticou, ktorá na opačnej strane s bariéry vyletí, je s nej vyemitovaná

proste jadro aby si zachovalo stabilitu, "vypľuje" kus identický s pohlteným na opačnej strane, pritom cez bariéru ale nič neletí

 

to sa mi skôr pozdáva. Vlastne aj pri rôznych biochemických dejoch niekedy to, čo vstupuje do reakcie, sa rôznym spôsobom pôsobením rôznych enzýmov mení, aby sa to mohlo dostať cez nejakú membránu, ktorá pôvodnú látku nepustí, a tam na druhej strane už číha ďalší enzým, ktorý môže tej vychádzajúcej - zmenenej - látke obnoviť pôvodné zloženie a vlastnosti. A inokedy zasa tam nečíha nič, lebo na druhej strane bariéry je potrebné práve to, čo vyliezlo...

Takže vlastne v biochemických dejoch tunelovanie krásne fičí! A ani vlnenie k tomu netreba...stačí "oklamať" membránu. :zubiska:

To co pisem sa tyka vsetkeho :) , vlnovo korpuskularny dualizmus sa tyka vsetkej hmoty. Tunelovy jav a QM je dosledok tohto dualizmu. A to ze sa ho podarilo dokazat, dostali oscilator, viditelny volnym okom, do superpozicie 2 frekvenci, aj ked len na velmi kratky cas, z generovaneho signalu bolo vidiet ze frekvencie interferovali. Z okom to vobec nesuvisi, bolo to len pre prirovnanie velkosti.

 

To prirovnanie s Newtonovym kyvadlom sa mi velmi nezda kedze princip je skor v tom ze kazdu casticu mozeme opisat ako vlnu a urcit pravdepodobnost vyskytu v nejakom mieste. Ak castica nie je pozorovana existuje vo vsetkych stavoch naraz. V momente ked je pozorovana sa vlnova funkcia zruti(kodanska interpretacia)/sa dostene do paralelneho vesmiru(mnohosvetova interpretacia) coho vysledkom je ze castica 'si vyberie' kde sa bude nachadzat. Ak je tato poloha za potencialovov barierov tak sa tam 'pretunelovala'. Tunelovy jav je spolu s energetickym rozdelenim zodpovedny za to ze slnko svieti(protony nemaju dost energie na prekonanie bariery aby doslo k fuzii).

Tom

 

Makroskopické teleso je zložené z atómov, ktoré sú zložené z elementárnych častíc. Makroskopickému telesu nemožno priradiť vlnovú funkciu, je to superpozícia vlnových funkcií častíc, z ktorých je tvorené. Ak by malo makroskopické teleso prejsť tunelovaním potenciálnu bariéru je výsledná pravdepodobnosť súčinom pravdepodobností jednotlivých častíc. Je to malé číslo a súčin malých čísel je ešte menšie. Samozrejme nie je to nula.

Tono

 

Preco nemozem oznacit superpoziciu vlnovych funkcii castic ako vlnovu funkciu telesa? Podla mna reprezentuje to iste ako vlnova funkcia pri jednotlivych casticiach.

Môžeme. To je ten súčin vlnových funkcií o ktorom som písal. Poloha a hybnosť dvoch rovnakých častíc nie je poloha a hybnosť častice s dvojnásobnou hmotnosťou. Schrodingerova rovnica popisuje časticu v čase a priestore. Superpozícia vlnových funkcií týchto častíc sa správa podľa zákonov pravdepodobnosti, nie podľa klasickej fyziky. Pokiaľ sú tieto javy štatisticky nezávislé, výsledná pravdepodobnosť je súčin jednotlivých pravdepodobností. To by musela byť „superťažká“ častica s definovanou polohou a impulzom.

Môže takto môže fungovať tunelový jav?

 

Napadla ma analógia s klasickou mechanikou. Úloha je dostať teleso M v gravitačnom poli cez bariéru. Mám kladivo a dokážem udrieť nejakou konkrétnou silou (udeliť hybnosť), ktorá nestačí na premiestnenie telesa M cez bariéru. Ak rozdelím teleso na dve s hmotnosťou m1 + m2 a spojím ich strunou,  (a udelím rovnakú hybnosť iba jednému telesu), preletia obe cez bariéru. Nie je to QM, ale predpokladám, že tento experiment by mal takto fungovať. Nie je to kladka, ani páka. Energia telies m1 a m2 a energia struny je samozrejme konštantná, (nie je to perpetum), ale vďaka strune môžem premiestňovať túto energiu v čase tam, kde ju práve potrebujem.

Na zaklade coho to predpokladas? To bude isto nespravne vramci klasickej newtonovskej fyziky:-)

To je jdeno ze udelus hybnost iba polovicke. Celkova hybnost je rovna tej pociatocnej a kedze hmotnost je m1+m2 tak neprejde.

Robopol

 

Samozrejme v QM neexistujú struny, ale je tam možná výmena častice, čo je analógia nejakej väzby. Príklad na rozdelenie hmotnosti častice pri zachovaní celkovej  hmotnosti a hybnosti sa dá tiež nájsť. Aj keď iba vo virtuálnom stave. Ale píšem to ako zaujímavý experiment z klasickej mechaniky. Ja nevidím žiadny fyzikálny dôvod, prečo by to nemalo fungovať? Je to len finta s prenosom kinetickej energie v čase.

Kladka pracuje na princípe trajektórie a sily pri rovnakej práci. Tu je tiež trajektória telies väčšia pri menšej sile. Ale tu sa jedná o dynamický proces, na rozdiel od kladky.

Vsak si porusil zakon zachovania hybnosti.

^Robopol

^{Môžeme sa  baviť o tom, že pri údere kladiva sa neprenesie rovnaká hybnosť pri malom a veľkom telese. Ale predpokladajme, že celá kinetická energia kladiva sa odovzdá malému aj veľkému telesu rovnaká. Tu nejde o realizáciu, ale princíp. Struna je nehmotná a telesá sú hmotné body. Možno som na niečo zabudol, alebo mi mäkne mozog z toho tepla. Viazané kyvadlá sú tiež schopné odovzdávať si impulz a energiu.}

Vsak napis rovnicu porusis pri tom aj zakon zacovania hybnosti aj energie, vsak prave preto sa nemoze pretunelovat makro objekt cez barieru podla klasickej fyziky. A ani podla kvantovej, totiz makro objekt nie je vo vlnovej superpozicii, neurcitej, ked ho vidis pred stenou.

robopol

 

Limitne pre vlnovú dĺžku konvertujúcu k nule musí QM prejsť na klasickú. Bohrov model atómu dáva podľa klasickej fyziky správny výsledok. No nedokáže vysvetliť ďalšie kvantové stavy. Viazané oscilátory v klasickej fyzike si vymieňajú energiu a impulz. A časticu definujeme práve takýmito veličinami. Ale akceptujem, že nemôžeme miešať QM s klasickou.Tá „výmenná“ virtuálna častica má ale interpretáciu aj v klasickej fyzike. To je ten „škriatok“, ktorý pomôže najprv jednému a potom druhému telesu prekonať bariéru.

tono nerozumiem,  

za prve nerozumiem preco hovoris o hybnosti,  ked tunelovy jav je viazany na potencialnu energiu.  Ak chces najst nejaku analogiu, tak nou bude obycajna hadica,   ak potrebujes preniest vodu cez potencialovu barieru, tak hadica a pociatocny "vcuc" to dokaze.  A podobne ako v QM na konci voda nema vyssiu energiu napriek tomu ze  potencialovou barierou presla

Tyso

 

Na začiatku som nakreslil obrázok, aby to bolo jasné. Musíš sa ale prihlásiť, aby si ho videl.  Častica má počiatočnú energiu a tú môže získať napríklad pri zrážke s inou časticou. No a tu dochádza k prenosu hybnosti. Ale to nie je podstatné. Išlo mi iba o analógiu s úderom kladiva v klasickej mechanike. (Musím definovať nejaké počiatočné podmienky.)  Ale ako získa energiu môžeme preskočiť.  Proste teleso M pred bariérou má kinetickú energiu, nedostatočnú na jej prekonanie . Zostaňme pri klasickej mechanike, kde energia potrebná na prekonanie bariéry je W = Mgh a kinetická  energia  je  E = 1/2Mv^2 . Podľa obrázku si telesá m1 a m2 vymieňajú časť kinetickej energie akumulovanej v strune a prostredníctvom nej dokážu postupne prekonať  bariéru, čo teleso s hmotnosťou M=m1+m2, pri rovnakej kinetickej energii  nie je schopné. Je to ako technika športovca pri prekonaní latky. Prenaša nad latkou postupne časti tela, ale preniesť svoje ťažisko by nebol pri rovnakej energii v odraze schopný. Analógia s hadicou je asi niečo podobné. Rozdiel  je, že sa jedná o ustálený stav. Ale zrejme to platí aj pre dynamický stav.

Tak som si trochu započítal. Takto by mali vyzerať trajektórie dvoch telies 4kg a 1kg, spojených pružnou strunou, ak vystrelíme menšie teleso pod 45 stupňovým uhlom. Ak by sme z telies vytvorili jedno 5kg teleso, pohybovalo by sa po ťažiskovej trajektórii (zelená krivka). Červený bod je ťažisko sústavy.

sorry, zabudol som na túto prilohu.

 

tono,   ako vzdialene analogie  to mozu byt ale ale jednoducho tunelovy jav nema obdobu v klasickej  fyzike.   Ale nesuhlasim ani ze ide o analogiu zo skokom do vysky ci tvoje gule.  V oboch pripadoch ide len o to ze technicky optimalizujes tazisko aby slo tesne nad barierou, ale tazisko musi ziskat potencialnu energiu mgh, to sa neda ziadnym trikom obist.