Effetto tunnel

Pochissimi conoscono la scienza e meno ancora la meccanica dei quanti: ci limitiamo ad utilizzarla e l’effetto tunnel non è certo un eccezione.

La Fisica di Newton è un eccellente approssimazione che possiamo utilizzare nei macrosistemi.

Quando però ci avviciniamo alle dimensioni delle particelle le approssimazioni non sono più valide e dobbiamo affidarci alla Fisica dei Quanti.

Per la Fisica di Newton una mela (perdonateci l’esempio irriverente) lanciata con forza insufficiente non può superare un ostacolo troppo alto, ma per la Fisica dei Quanti la mela, considerata come particella possiede una massa e anche un campo elettromagnetico e può attraversare orizzontalmente in modo spontaneo l’ostacolo.

Questa possibilità è definita effetto tunnel ed è una conseguenza del principio di indeterminazione di Heisenberg. Quando una particella è limitata in uno spazio piccolissimo l’incertezza sulla sua posizione e sulla sua quantità di moto possono farle superare l’ostacolo.

Per la Fisica di Newton la “mela” non può superare l’ostacolo per quella dei Quanti si. Sembra fantascienza invece è tecnologia che utilizziamo quotidianamente.

L’effetto tunnel permette il funzionamento dei diodi tunnel usati per moltissime cose: dai microscopi elettronici STM alle memorie flash per computer.

Ogni giorno usiamo memorie flash e chiavette USB senza conoscere nulla della Fisica dei Quanti che ne rendono possibile il funzionamento.

I dischi SSD (Solid State Drive Dischi a Stato Solido)

Sono i dischi che stanno sostituendo gli HD  dei computer basati su dischi magnetici che ruotano ad alta velocità “sorvolati” da testine magnetiche che scrivono e leggono dati. I “dischi” SSD sono veloci, affidabili, resistenti persino agli urti e ora stanno divenendo anche economici.

Sono basati su memorie flash non volatili come le chiavette USB e le memory card. A differenza degli HD  non hanno parti mobili e non producono rumore, attriti e calore perché si basano sull’effetto tunnel per modificare lo stato delle singole celle.

Grazie alle applicazioni dell’effetto tunnel abbiamo smartphone, tablet e portatili leggeri e sottili. Ogni giorni viviamo nei benefici della Fisica dei Quanti e del dualismo massa campi elettromagnetici senza neppure saperlo anzi rimanendo scettici ma solo per ignoranza.

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