EFECTO JOSEPHSON

El efecto túnel se refiere al fenómeno de la mecánica cuántica, donde túneles de partículas a través de una barrera que clásicamente no podía superar. Esto juega un papel esencial en varios fenómenos físicos, tales como la fusión nuclear que se produce en estrellas de secuencia principal como el sol. Esto tiene importantes aplicaciones a los dispositivos modernos tales como el diodo de efectotúnel y el microscopio de efecto túnel. El efecto fue predicho en el siglo 20 y su aceptación, como un fenómeno físico general, llegó a mediados de siglo.
Tunneling se explica a menudo utilizando el principio de incertidumbre de Heisenberg y la dualidad onda-partícula de la materia. Conceptos puramente mecánica cuántica son fundamentales para el fenómeno, así túnel cuántico es una de las nuevasimplicaciones de la mecánica cuántica.
Historia

Quantum túnel fue desarrollado a partir del estudio de la radiactividad, que fue descubierto en 1896 por Henri Becquerel. La radiactividad se examinó por Marie y Pierre Curie, por la que ganó el Premio Nobel de Física en 1903. Ernest Rutherford y Egon Schweidler estudiaron su naturaleza, que posteriormente fue verificada empíricamente por FriedrichKohlrausch. La idea de que la vida media y la imposibilidad de predecir la decadencia fue creado a partir de su trabajo.
Friedrich Hund fue el primero en darse cuenta de un túnel en 1927 cuando él estaba calculando el estado fundamental del potencial de doble pozo. Su primera aplicación fue una explicación matemática de la desintegración alfa, que se hizo en 1928 por George Gamow y de formaindependiente por Ronald Gurney y Edward Condon. Los dos investigadores resuelven simultáneamente la ecuación de Schrödinger para un potencial nuclear modelo y derivan una relación entre la vida media de la partícula y la energía de emisión que dependía directamente de la probabilidad matemática de un túnel.
Después de asistir a un seminario de Gamow, Max Born reconoció la generalidad del túnel. Se diocuenta de que no se limita a la física nuclear, pero era un resultado general de la mecánica cuántica que se aplica a muchos sistemas diferentes. Poco después, ambos grupos consideran el caso de partículas de un túnel en el núcleo. El estudio de los semiconductores y el desarrollo de transistores y diodos condujo a la aceptación del túnel del electrón en los sólidos de 1957 - El trabajo de LeoEsaki, Ivar Giaever y Brian David Josephson predijo el túnel de superconductores pares de Cooper, por el que recibieron el Premio Nobel de Física en 1973.
Introducción al concepto

Animación que muestra el efecto túnel y su aplicación al microscopio STM
Quantum tunneling cae bajo el dominio de la mecánica cuántica: el estudio de lo que sucede a escala cuántica. Este proceso no puede serpercibida directamente, pero gran parte de su conocimiento está determinado por el mundo macroscópico, que la mecánica clásica no puede explicar adecuadamente. Para entender el fenómeno, las partículas que tratan de viajar entre los posibles obstáculos se pueden comparar con una pelota tratando de rodar sobre una colina, la mecánica cuántica y la mecánica clásica difieren en su tratamiento de esteescenario. La mecánica clásica predice que las partículas que no tienen la energía suficiente para superar clásicamente una barrera no será capaz de alcanzar el otro lado. Por lo tanto, una pelota y sin la energía suficiente para superar la colina rodaba hacia abajo. O bien, que carecen de la energía para penetrar en una pared, sería rebotar o en el caso extremo, enterrarse dentro de la pared. En lamecánica cuántica, estas partículas pueden, con una probabilidad muy pequeña, del túnel hasta el otro lado, cruzando así la barrera. En este caso, la pelota podría, en cierto sentido, tomar energía de su entorno para hacer un túnel a través de la pared o el rollo sobre la colina, pagar de nuevo haciendo que los electrones reflejados con más energía de lo que lo habrían sido.
La razón de esta...