211service.com
Natuurkundigen stellen nieuw soort kwantumtunneling voor
Tunnelen is het vreemde en wonderbaarlijke proces waarbij een kwantumdeeltje door een potentiële barrière gaat waar een klassiek deeltje niet doorheen kan. Het komt tot stand door het onzekerheidsprincipe van Heisenberg, dat een eindige kans geeft dat een kwantumdeeltje een barrière van een bepaalde hoogte en dikte passeert.
De afgelopen jaren hebben natuurkundigen de mogelijkheid onderzocht van een tweede type tunneling dat op een heel andere manier gebeurt. Dit berust op het idee dat een kwantumdeeltje met een bepaalde waarschijnlijkheid kan veranderen in een ander kwantumdeeltje en weer terug. Het tunnelen vindt plaats wanneer het deeltje verandert van een deeltje dat sterk interageert met een barrière en er dus niet doorheen kan, in een deeltje dat geen interactie heeft met de barrière en er dus gemakkelijk doorheen gaat.
Zo zouden kwantumdeeltjes die kortstondig in donkere materie veranderen, door barrières moeten gaan die anders ondoordringbaar zouden zijn. Dit soort licht-door-een-muur-experiment is een serieuze kanshebber in de zoektocht naar donkere materie.
Nu stellen Holger Gies van de Friedrich-Schiller-Universitat in Jena, Duitsland, en Joerg Jaeckel van de Durham University in het VK, een derde soort tunneling voor. In dit geval verandert een kwantumdeeltje in een paar virtuele deeltjes die door de barrière gaan en dan weer terug veranderen.
Ze geven het voorbeeld van fotonen die veranderen in mini-geladen deeltjes, deeltjes met kleine fractionele elektronische ladingen die worden voorspeld door sommige vormen van snaartheorie. Deze zouden door spiegels moeten gaan die anders fotonen zouden reflecteren, waardoor het lijkt alsof de fotonen door de barrière zijn getunneld (wat ze in feite hadden gedaan).
Dat is een interessante en potentieel belangrijke manier om de voorspellingen van de snaartheorie te testen. En daar zijn er niet veel van in de buurt.
Referentie: arxiv.org/abs/0904.0609 : Tunneling van de 3e soort