Tunneleffekt

Tunneleffekt ist in der Physik eine veranschaulichende Bezeichnung dafür, dass ein Teilchen eine Potentialbarriere von endlicher Höhe auch dann überwinden kann, wenn seine Energie geringer als die „Höhe“ der Barriere ist. Nach den Vorstellungen der klassischen Physik wäre dies unmöglich, aber nach der Quantenmechanik ist es möglich.

Die quantenmechanische Betrachtungsweise geht von der (nichtrelativistischen) Schrödingergleichung aus, einer Differentialgleichung für die Wellenfunktion Ψ, die angibt, wo sich ein Teilchen aufhalten kann. Diese Wellenfunktion ist auch im „verbotenen“ Bereich, also innerhalb oder jenseits der Barriere, nirgends gleich Null, sondern klingt dort mit zunehmender Eindringtiefe exponentiell ab. Auch am Ende des verbotenen Bereiches ist ihr Wert also nicht Null. Da das Betragsquadrat der Wellenfunktion |Ψ|² als Wahrscheinlichkeitsdichte für den Ort des Teilchens interpretiert wird, gibt es eine von Null verschiedene Wahrscheinlichkeit für das Teilchen, auf der anderen Seite der Barriere aufzutauchen.

(Auszug aus dem Wikipedia-Artikel "Tunneleffekt") Ausführlichere Erklärungen finden sich beispielsweise auf folgenden Seiten: Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Tunneleffekt
Spektrum: https://www.spektrum.de/lexikon/physik/tunneleffekt/14812
oder: https://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/tunneleffekt/499