터널 효과: 두 판 사이의 차이
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[[고전 역학]]에서 입자는 자신이 갖는 [[에너지]] 보다 준위가 높은 에너지 장벽을 넘을 수 없다.<ref group="주해">예를 들어, 지구는 태양 주위를 공전하며 발생하는 가속도와 지구와 태양 사이에 발생하는 인력의 평형으로 안정된 궤도를 공전한다.</ref> 원자핵을 이루는 핵자들은 핵력의 작용으로 강하게 결합되어 있다. 이를 [[포텐셜 장벽]]이라고 한다. 고전 역학에 따르면 핵자들은 포텐셜 장벽이 만드는 에너지보다 작은 에너지를 갖기 때문에 원자 밖으로 탈출하는 것이 불가능하다. 그러나, 실재로는 방사성 물질에서 [[알파 입자]]가 핵력보다 낮은 에너지 상태에서 원자핵을 벗어나는 일이 일어난다. 이러한 현상을 터널 효과라고 한다. 현대 물리학의 [[표준 모형]]에서는 [[빅뱅]] 과정에서 발생한 인플레이션 현상 역시 이러한 터널 효과 때문이라고 여기고 있다.<ref>정윤근 |
[[고전 역학]]에서 입자는 자신이 갖는 [[에너지]] 보다 준위가 높은 에너지 장벽을 넘을 수 없다.<ref group="주해">예를 들어, 지구는 태양 주위를 공전하며 발생하는 가속도와 지구와 태양 사이에 발생하는 인력의 평형으로 안정된 궤도를 공전한다.</ref> 원자핵을 이루는 핵자들은 핵력의 작용으로 강하게 결합되어 있다. 이를 [[포텐셜 장벽]]이라고 한다. 고전 역학에 따르면 핵자들은 포텐셜 장벽이 만드는 에너지보다 작은 에너지를 갖기 때문에 원자 밖으로 탈출하는 것이 불가능하다. 그러나, 실재로는 방사성 물질에서 [[알파 입자]]가 핵력보다 낮은 에너지 상태에서 원자핵을 벗어나는 일이 일어난다. 이러한 현상을 터널 효과라고 한다. 현대 물리학의 [[표준 모형]]에서는 [[빅뱅]] 과정에서 발생한 인플레이션 현상 역시 이러한 터널 효과 때문이라고 여기고 있다.<ref>{{책 인용|저자=정윤근|제목=우주의 이해|출판사=전남대학교출판부|연도=2007|ISBN=8975986349|쪽=79}}</ref> |
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[[우라늄]]에서 [[알파 입자]]가 튀어나오는 [[알파 붕괴]]를 터널 효과로서 설명한 최초의 과학자는 [[러시아]] 출신의 미국 물리학자인 [[조지 가모프]]였다.<ref>김재용, 환경에너지 공학, 동화기술, 2009년, ISBN 8942514138, 363쪽</ref> |
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1927년에 독일의 프리드리히 훈트({{lang|de|Friedrich Hund}})가 두 개의 [[퍼텐셜 우물]]의 바닥 상태를 계산할 때 도입하였다. 이듬해 1928년에 [[조지 가모프]]가 터널 효과를 통해 [[알파 붕괴]]를 설명하여 터널 효과가 실재함을 증명하였다.<ref>{{저널 인용|성=Gamow|이름=George|저자고리=조지 가모프|제목={{lang|de|Zur Quantentheorie des Atomkernes}}|저널={{lang|de|Zeitschrift für Physik|권=51|호=3–4|쪽=204–212|연도=1928|월=3|doi=10.1007/BF01343196}}</ref><ref>{{책 인용|저자=김재용|제목=환경에너지 공학|출판사=동화기술|연도=2009|ISBN=8942514138|쪽=363}}</ref> |
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== 주해 == |
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2012년 9월 11일 (화) 14:39 판
| 관련 기사 시리즈의 일부 |
| 양자역학 |
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터널 효과(tunnel effect) 또는 터널링(tunneling)은 양자 역학에서 원자핵을 구성하는 핵자가 그것을 묶어 놓은 핵력의 포텐셜 장벽보다 낮은 에너지 상태에서도 확률적으로 원자 밖으로 튀어 나가는 현상을 말한다.[1]
개요
고전 역학에서 입자는 자신이 갖는 에너지 보다 준위가 높은 에너지 장벽을 넘을 수 없다.[주해 1] 원자핵을 이루는 핵자들은 핵력의 작용으로 강하게 결합되어 있다. 이를 포텐셜 장벽이라고 한다. 고전 역학에 따르면 핵자들은 포텐셜 장벽이 만드는 에너지보다 작은 에너지를 갖기 때문에 원자 밖으로 탈출하는 것이 불가능하다. 그러나, 실재로는 방사성 물질에서 알파 입자가 핵력보다 낮은 에너지 상태에서 원자핵을 벗어나는 일이 일어난다. 이러한 현상을 터널 효과라고 한다. 현대 물리학의 표준 모형에서는 빅뱅 과정에서 발생한 인플레이션 현상 역시 이러한 터널 효과 때문이라고 여기고 있다.[2]
역사
1927년에 독일의 프리드리히 훈트(Friedrich Hund)가 두 개의 퍼텐셜 우물의 바닥 상태를 계산할 때 도입하였다. 이듬해 1928년에 조지 가모프가 터널 효과를 통해 알파 붕괴를 설명하여 터널 효과가 실재함을 증명하였다.[3][4]
주해
- ↑ 예를 들어, 지구는 태양 주위를 공전하며 발생하는 가속도와 지구와 태양 사이에 발생하는 인력의 평형으로 안정된 궤도를 공전한다.
주석
- ↑ P. C. W. Davies, Quantum tunneling time
- ↑ 정윤근 (2007). 《우주의 이해》. 전남대학교출판부. 79쪽. ISBN 8975986349.
- ↑ {{저널 인용|성=Gamow|이름=George|저자고리=조지 가모프|제목=Zur Quantentheorie des Atomkernes|저널=Zeitschrift für Physik
- ↑ 김재용 (2009). 《환경에너지 공학》. 동화기술. 363쪽. ISBN 8942514138.
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