נוסח השאלה המלא: כאשר אנו זורקים כדור על קיר ישנו סיכוי (קטן ביותר) שהכדור יעבור דרך הקיר. אם אזרוק כדור על קיר מספיק פעמים או המון כדורים בו זמנית, האם אחד יעבור?

ה"מנגנון" שאחראי לאופציה זו הוא אפקט המנהור במכאניקת הקוואנטים (tunneling).
במכאניקת הקוואנטים המיקום האפשרי של חלקיק מתואר כפונקצית גל. למעשה, כל עוד לא בודקים את מיקומו, החלקיק לא נמצא בשום מקום ספציפי אלא יש הסתברות מסוימת (גדולה או קטנה) להימצאותו במקומות שונים (בתלות בפונקציה האמורה). מצב זה נקרא סופר-פוזיציה.

עם פונקצית הגל של חלקיק נותנת לו משרעת מיקומים אפשריים שחלקם מצד אחד של הקיר וחלקם מצד שני הרי שגם אם הסיכוי שיהיה בצד ימין הוא 0.9999999999999 הרי שעדיין קיים סיכוי מזערי שימצא בצד שמאל.

יעבור או לא יעבור? התמונה באדיבות ויקיפדיה

הדבר כמובן הרבה יותר מסובך כשמדובר ברמה המקרוסקופית (קרי בחלקיקים הרבה יותר גדולים מאלקטרונים ופוטונים).

בשנים האחרונות יש כבר מאמרים שמראים את אפקט המנהור על מולקולות מגנטיות. הדבר נשמע אולי לא משמעותי (מכיוון שגם מולקולות הם מיקרוסקופיות) אך מדובר כאן בסדרי גודל מעל האלקטרון והפוטון; סדרי גודל שעקרונית כבר ניתן ל"ראות" גם אם באמצעים עקיפים.

אם נתייחס לשאלה על הכדור, תיאורטית ועקרונית הדבר אפשרי אך הסתברותית כנראה שדבר כזה לא קרה אפילו פעם אחת במשך כל תקופת קיום היקום (אפילו אם כדור היה נזרק לקיר כל שנייה מנקודת היווצרות היקום ועד היום). מדובר על מיליארדי חלקיקים הצרכים להיות כולם בתאום מושלם באותו מיקום מאוד לא סביר במשרעת פונקצית הגל.
עקרונית, על פי חוקי הסטטיסטיקה, אם נזרוק מליון כדורים במקום רק אחד כמובן שהסיכוי משתפר אך מכיוון שהסיכוי קטן בסדרי גודל עצומים לעומת מליון הרי שמספר זה זניח ולמעשה לא ישנה הרבה.

מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

2 תגובות

  • אורי

    עברית שפה קשה

    "עם פונקצית הגל של חלקיק נותנת לו משרעת מיקומים אפשריים" קצת מביך שאנשים שכותבים באתר מדעי לא יודעים את ההבדל בין "אם" ובין "עם".

  • אלי

    בדיוק רציתי להעיר על זה. נורא

    אבל צריך לזכור לא רק להעיר אלא גם להביע הערכה על פרויקט חשוב