Валерий Чолаков
Нобеловите награди (27) (Учени и открития (1901–1982))

Към текста

Метаданни

Данни

Включено в книгата
Година
(Пълни авторски права)
Форма
Документалистика
Жанр
Характеристика
  • Няма
Оценка
5,3 (× 3 гласа)

Информация

Сканиране
Диан Жон (2012 г.)
Разпознаване, корекция и форматиране
Ripcho (2013 г.)

Издание:

Валерий Чолакоа

Нобеловите награди. Учени и открития

Първо издание

Рецензенти: Азаря Поликаров, Юлиан Минков

Редактор: Цветан Старейшински

Художник: Марин Михайлов

Художествен редактор: Александър Хачатурян

Технически редактор: Борис Въжаров

Коректор: Айше Сеитова

Издателски № 7079. Дадена за набор на 4.I.1983 г. Подписана за печат на 19.IV.1983 г. Излязла м. май.

Печатни коли 20,50. Издателски коли 17,22. Условно-издателски коли 18,01. Формат 84×108/32. Тираж 10 110

Код 22/9531222411/1502–2–83.

Партиздат — София, бул. „В. И, Ленин“ №47

ДП „Д. Благоев“ — София, ул. „Н. Ракитин“ №2

© Валерий Чолаков, 1983, с/о Jusautor, Sofia

История

  1. — Добавяне

Тунелен ефект

В класическата физика, за да премине частица от едно състояние в друго, тя трябва да преодолее някаква потенциална бариера, т.е. да има достатъчно голяма енергия, за да се откъсне от системата, в която се намира. В странния свят на квантовите явления обаче частиците могат по-свободно да минават през ограниченията. Те като че ли използват някакъв „тунел“, чрез който просто заобикалят потенциалната бариера. Това доста странно на пръв поглед явление произтича от принципа на неопределеност на Вернер Хайзенберг.

Нека вземем за пример една алфа-частица. Това е групировка от два протона и два неутрона, намиращи се на повърхността на атомното ядро. Ако алфа-частицата има достатъчно голяма енергия, тя преодолява ядрените сили и напуска ядрото, създавайки алфа-радиацията. В квантовия микросвят обаче, според съотношенията на неопределеност, не е възможно в даден момент да се каже какви са координатите на една частица и нейният импулс. Поради това се наблюдава следното парадоксално явление — частици с по-малка енергия преминават през потенциалната бариера, а частици с голяма енергия могат да бъдат отблъснати.

Освен за обяснение на алфа-радиоактивността, тунелният ефект бе приложен и в редица други случаи. През 1957 г. японският физик Лео Есаки, работещ в компанията „Сони“, откри това явление при полупроводниците и построи първия тунелен диод. В онези години изследванията на тунелния ефект бяха новост за науката и с тях се заеха голям брой изследователи.

В 1960 г. норвежкият физик Ивор Йевер от компанията „Дженерал електрик“ направи първите наблюдения на тунелен ефект при свръхпроводници и изясни закономерностите за преминаване на тунелния ток от един свръхпроводник в друг. Той между другото изказа идеята за използване на тунелния ефект за измерване на температурата. В 1962 г. английският физик Брайън Джозефсън, който само две години преди това бе завършил Кембриджкия университет, предсказа съществуването на нов тил тунелиране, което наистина скоро бе открито и получи названието „ефект на Джозефсън“.

Този ефект се наблюдава при протичане на свръхпроводящ ток през много тънък слой диелектрик (изолатор). Ако токът не превишава определена величина, напрежението не се променя и тогава се наблюдава стационарният ефект на Джозефсън. Когато токът надмине критичната величина, напрежението намалява и електронните двойки от свръхпроводящия ток излъчват високочестотни електромагнитни вълни. Това е нестационарният ефект на Джозефсън, който бе открит в 1965 г. от Йевер.

Тунелният ефект даде възможност да се поставят прецизни експерименти и да се построи високоточна апаратура за физически изследвания. Освен чисто научното приложение напоследък той се оказва все по-интересен за практиката. Тримата учени, свързани най-тясно с тези изследвания — Лео Есаки, Ивор Йевер и Брайън Джозефсън, получиха Нобеловата награда по физика за 1973 г.