Экспериментально подтвержден эффект квантового туннелирования в химической реакции

Туннельный эффект состоит в том, что частица проходит через область пространства, пребывание в которой запрещено классической механикой. Самый показательный случай – преодоление частицей энергетического барьера, когда ее энергия меньше энергии, необходимой для преодоления этого барьера в классической физике, то есть без учета квантовых эффектов. Туннельный эффект, предсказанный квантовой теорией, позволил объяснить электромагнитный характер химических связей, радиоактивный распад, термоядерный синтез.

Эксперимент, продемонстрировавший туннельный эффект в химической реакции, провела команда исследователей из Университета Инсбрука. В опыте изотоп водорода дейтерий поместили в ионную ловушку и охладили, после чего ловушка была заполнена газообразным водородом. Вследствие сильного охлаждения отрицательно заряженные ионы дейтерия имели слишком низкую температуру, чтобы началась химическая реакция с водородом. Однако оказалось, что часть ионов дейтерия вступила в реакцию с молекулами водорода, что невозможно с точки зрения классической физики, и могло произойти только если имел место туннельный эффект.

Количество провзаимодействовавшего вещества совпало с теоретически предсказанным.