13 Вперше в історії фізики вчені безпосередньо зафіксували поведінку електронів всередині квантового тунелю, зруйнувавши столітнє уявлення про цей феномен.
Квантове тунелювання — явище, коли частинки долають енергетичні бар’єри, які, згідно з класичною фізикою, є для них непрохідними. Цей ефект лежить в основі функціонування напівпровідників, ядерного синтезу й квантових комп’ютерів. Попри глибоке розуміння початкового та кінцевого стану тунелювання, внутрішня динаміка залишалася невідомою. Тепер завдяки інноваційним експериментам це «сліпе пляма» квантової фізики нарешті зникає.
Дослідники з POSTECH та Інституту Макса Планка за допомогою потужних лазерних імпульсів простежили рух електронів у реальному часі. Виявилося, що електрон не просто минає бар’єр, а вступає в повторне зіткнення з ядром всередині тунелю. Цей неочікуваний механізм, названий UBR (Under-the-Barrier Recollision), «змушує нас переосмислити природу квантової взаємодії», — зазначив професор Донг Еон Кім.
У процесі електрон отримує додаткову енергію й викликає посилений «резонанс Фрімена» — ефект, раніше не спостережуваний у подібних умовах. Важливо, що ця реакція майже не залежить від інтенсивності лазера, що спростовує існуючі моделі. Таким чином, експеримент суперечить багатьом усталеним теоріям квантової динаміки.
«Ми змогли побачити, як електрони ведуть себе, ніби вони прокладають шлях крізь стіну», — заявив Кім. Це відкриття відкриває шлях до точнішого контролю квантових процесів, що є критично важливим для новітніх технологій. Подальші дослідження можуть значно пришвидшити розвиток надшвидкісних лазерів і квантових обчислень, змінивши технологічний ландшафт XXI століття.
