Fysikere foreslår en ny form for kvantetunneling

Tunnelering er den underlige og vidunderlige proces, hvorved en kvantepartikel passerer gennem en potentiel barriere, som en klassisk partikel ikke kunne krydse. Det opstår på grund af Heisenberg-usikkerhedsprincippet, som giver en begrænset sandsynlighed for, at en kvantepartikel krydser en barriere med specifik højde og tykkelse.

I de senere år har fysikere undersøgt muligheden for en anden type tunneling, som sker på en helt anden måde. Dette bygger på ideen om, at en kvantepartikel kan ændre sig til en anden kvantepartikel og tilbage igen med en vis sandsynlighed. Tunneldannelsen opstår, når partiklen ændres fra en, der vekselvirker stærkt med en barriere og derfor ikke kan passere gennem den, til en partikel, der ikke vekselvirker med barrieren og derfor let passerer igennem.

For eksempel bør kvantepartikler, der kortvarigt ændres til partikler af mørkt stof, passere gennem barrierer, der ellers skulle være ufremkommelige. Denne form for eksperiment med at skinne-et-lys-gennem-en-væggen er en seriøs udfordrer i jagten på mørkt stof.

Nu foreslår Holger Gies fra Friedrich-Schiller-Universitatet i Jena, Tyskland, og Joerg Jaeckel fra Durham University i Storbritannien en tredje form for tunnelering. I dette tilfælde ændres en kvantepartikel til et par virtuelle partikler, som passerer gennem barrieren og derefter skifter tilbage igen.

De giver eksemplet med fotoner, der ændrer sig til miniladede partikler, partikler med små fraktionerede elektroniske ladninger, som forudsiges af nogle former for strengteori. Disse skulle passere gennem spejle, der ellers ville reflektere fotoner, hvilket får det til at virke, som om fotonerne var tunneleret gennem barrieren (hvilket de faktisk havde).

Det er en interessant og potentielt vigtig måde at teste strengteoriens forudsigelser på. Og dem er der ikke for mange af omkring.

Ref: arxiv.org/abs/0904.0609 : Tunnelering af 3. slags

skjule