Cosa stai guardando

Un elettrone, disegnato come un pacchetto d'onda, va verso destra contro una barriera. Quando la sua energia è sotto la cima della barriera, un elettrone classico rimbalzerebbe sempre, eppure una parte dell'onda passa. La barra sotto il grafico conta quanto finisce da ciascun lato e segna ciò che la teoria prevede per questo pacchetto.

Glossario

Effetto tunnel

Una particella quantistica che attraversa una barriera che non ha l'energia per scalare. L'onda filtra nella barriera e, se la barriera è sottile, una parte esce dall'altro lato.

Perché conta Fa funzionare il microscopio a effetto tunnel e la memoria flash dei telefoni.

Pacchetto d'onda

Un breve tratto d'onda che rappresenta un elettrone. La sua forma dice dove è probabile trovarlo; qui è una gaussiana, una campana.

V(x)

Il potenziale: l'energia che servirebbe all'elettrone per stare in ogni posizione x. La forma grigia piena è la barriera; altrove vale zero.

Forma della barriera

Rettangolo è una sola parete dalla cima piatta. Doppia parete sono due pareti larghe a con uno spazio di 1,5 nm in mezzo. Gobba liscia è una collina a campana la cui larghezza a metà altezza è a.

Energia di risonanza

Con la doppia parete, lo spazio tra le pareti fa da trappola. A certe energie un'onda con quell'energia esatta attraversa entrambe le pareti per intero. Sposta E₀ per trovarle.

Perché conta Due pareti possono far passare più di una sola.

Energia del pacchetto E₀

L'energia di moto media dell'elettrone, da 0,3 a 2,5 eV. È la linea tratteggiata del grafico, e il pacchetto è disegnato appoggiato su di essa.

Larghezza del pacchetto σ

Quanto il pacchetto è sparso in posizione, da 0,8 a 2 nm. Un pacchetto più stretto contiene una gamma più ampia di energie.

Perché conta Quella gamma è il motivo per cui Teoria, questo pacchetto differisce da Onda piana a E₀.

Altezza della barriera V₀

L'energia in cima alla barriera, da 0 a 3 eV. Quando E₀ è sotto V₀ un elettrone classico rimbalza sempre.

Larghezza della barriera a

Quanto è spessa la barriera, da 0,1 a 1,5 nm: la larghezza del rettangolo, di ogni parete o della gobba a metà altezza.

Perché conta Sotto la cima, la parte che passa cala molto in fretta quando la barriera si ispessisce.

|ψ|²

La forma piena: quanto è probabile trovare l'elettrone in ogni posizione. L'area totale fa sempre 1, un elettrone.

Re ψ

La linea ondulata sottile: una parte dell'onda stessa, che sale e scende. Più energia vuol dire increspature più corte.

Trasmessa

La parte della probabilità di trovare l'elettrone che ora sta a destra della barriera, compresa quella uscita dalla scatola a destra. Cresce durante il lancio e poi si assesta.

Riflessa

La parte che sta a sinistra della barriera, compresa quella uscita dalla scatola a sinistra. Indica Non ancora finché il pacchetto non ha finito di lasciare la barriera.

Teoria, questo pacchetto

La parte che la formula da manuale prevede per questo pacchetto: la trasmissione di ogni energia che contiene, pesata per quanto pacchetto ha quell'energia.

Perché conta A fine lancio, Trasmessa dovrebbe arrivare a questo numero.

Onda piana a E₀

La parte che passerebbe per un'onda senza fine con energia esattamente E₀ e nessuna gamma. Un pacchetto largo le si avvicina.

Lunghezza di decadimento 1/κ

Dentro la barriera l'onda si riduce come e^(−κx): ogni 1/κ scende a circa un terzo. Indica Sopra la cima quando E₀ raggiunge o supera V₀, perché allora l'onda non si riduce.

Perché conta Una barriera spessa qualche lunghezza di decadimento non lascia passare quasi niente.

Tempo

Il tempo proprio dell'elettrone dalla partenza, in femtosecondi (fs), milionesimi di miliardesimo di secondo. La vista in movimento lo rallenta così che il pacchetto impieghi circa 6 secondi ad attraversare.

Sinistra, Destra, Teoria

La barra sotto il grafico. La parte grigia a sinistra è ciò che sta a sinistra della barriera, quella colorata a destra ciò che sta a destra, il tratto tenue in mezzo ciò che è ancora dentro. Il segno bianco è la teoria.

eV

L'elettronvolt: l'energia che un elettrone guadagna attraversando 1 volt. È la scala di energia a sinistra del grafico.

Posizione (nm)

Dove si trova l'elettrone lungo la linea, in nanometri, milionesimi di millimetro. La barriera parte da 0; la vista mostra 20 nm per lato.

Equazione di Schrödinger

La regola che dice come cambia nel tempo un'onda quantistica. Ogni lancio la risolve per l'elettrone su 4160 punti, con un metodo chiamato Crank–Nicolson.

Strati assorbenti

Strisce oltre i due bordi della vista che assorbono l'onda invece di rimandarla indietro. Il programma conta quanto prende ognuna, quindi le tre parti della barra fanno sempre 1.