1.5 微觀粒子就像精通“穿墻術”的嶗山道士
熟悉《聊齋》或者看過動畫片《嶗山道士》的讀者應該會對里面嶗山道士的故事頗有印象,道士只要一作法,就能一邊念著咒語,一邊從墻中穿過去,很是神奇。它僅僅是個神話故事嗎?
日常生活中,如果我們把一個小球扔向一堵堅固的墻壁,那么它肯定會撞上墻壁,然后反彈回來。在經典物理學中,一個強度足夠的屏障會把其他物體阻擋住,防止其從中穿過。但是在量子的世界里,事情將會變得很不一樣。如果把小球換成微觀粒子,把堅固的墻壁換成勢壘,那么,總會有一部分微觀粒子以一定概率像嶗山道士一樣瞬間穿越不可浸透的障礙物(見圖1.8),聽起來很不靠譜?這就是著名的量子隧穿效應。這就相當于,你正在家中坐著,隔壁的鄰居突然穿墻而過來到了你家里。量子隧穿效應經過實驗反復驗證是正確的,根據這一效應制造了隧道二極管,廣泛應用于計算機。

圖1.8 總有部分粒子以一定概率穿過勢壘(墻)