Frequentavo l'Università, ero a lezione di Istituzioni di Fisica teorica ed il professore parlava dell'effetto tunnel.

Non credevo alle mie orecchie: diedi un colpetto al gomito del mio vicino di banco e chiesi se quello che avevo capito fosse lo stesso che il professore aveva appena detto.

“Si, certo!” fu la risposta. Ripetetti di nuovo: “Esiste una probabilità, non nulla, che una particella attraversi una barriera di potenziale pur non avendo abbastanza energia per farlo!” Mi sembrava impossibile, è così! In meccanica classica, la fisica di Newton e Galilei che ci insegnano a scuola, non potrebbe mai accadere.

Vi spiego meglio: avete presente le montagne russe?

Ebbene il carrello risalendo la curva rallenta e non ce la fa a superarla se non ha abbastanza energia per farlo, e quindi torna indietro! In meccanica quantistica c'è una probabilità diversa da zero che il carrello, pur non avendo abbastanza energia arriva dall'altra parte della montagna.

La montagna rappresenta la barriera di potenziale ed il carrello è una particella atomica.

Questo fenomeno è chiamato “effetto tunnel”.

In definitiva è la funzione che descrive lo stato del sistema (funzione d'onda) che può essere contemporaneamente da una parte e dall'altra parte della barriera (ricordate il gatto di Schrödinger?). Guardando ed interagendo con il sistema, la funzione d'onda “collassa” e troviamo la particella dall'altra parte. Voi direte... e a cosa serve? Sapete per esempio cos'è un diodo?

È un componente elettronico non-lineare inventato nel 1957 nei laboratori di uno dei laboratori di una dei maggiori brand che producono impianti stereo, macchine fotografiche, televisori, radio, computer... Anche le chiavette USB sfruttano l'effetto tunnel per poter funzionare. Il microscopio ad effetto tunnel è un potente strumento per lo studio delle superfici a livello atomico. Scienziati, studiosi di biologia quantistica, utilizzano l'effetto tunnel tramite simulazioni al computer per studiare le mutazioni genetiche.