Terowongan Kuantum

Partikel dengan energi E lebih rendah dari penghalang V₀ tetap punya peluang menembusnya — sesuatu yang mustahil dalam fisika klasik. Lihat fungsi gelombang meluruh di dalam penghalang dan muncul kembali di sisi lain.

📖 Baca materi

Parameter

Energi Partikel (E)4

Tinggi Penghalang (V₀)7

Lebar Penghalang60 px

Probabilitas

Transmisi (T)0%

Refleksi (R)0%

κ (peluruhan)0

E vs V₀di bawah

Catatan

Penghalang yang lebih tipis dan lebih rendah membuat peluang menembus (T) jauh lebih besar. Efek ini dipakai pada mikroskop STM dan peluruhan radioaktif alfa.

T ≈ e^(−2κL)

📖

Memahami Konsepnya

Bayangkan kamu melempar bola ke sebuah bukit, tapi tenaga lemparanmu tidak cukup untuk sampai puncak. Dalam fisika klasik, bola pasti menggelinding balik — 100% kepastian. Tetapi di dunia kuantum, partikel kadang tiba-tiba muncul di sisi lain bukit tanpa pernah melewati puncaknya. Inilah terowongan kuantum (quantum tunneling).

🧱 Penghalang potensial

Penghalang (warna merah) adalah daerah berenergi tinggi V₀ yang "melarang" partikel masuk secara klasik. Kalau energi partikel E lebih kecil dari V₀, menurut fisika biasa partikel mustahil lewat.

〰️ Fungsi gelombang yang bocor

Tapi partikel kuantum adalah gelombang. Saat menabrak penghalang, gelombangnya tidak langsung nol — ia meluruh (mengecil cepat) di dalam penghalang. Kalau penghalang cukup tipis, masih ada sisa gelombang yang lolos ke sisi lain.

Sisa gelombang yang lolos itu berarti ada peluang partikel ditemukan di seberang. Peluang itulah yang disebut koefisien transmisi (T). Semakin tinggi dan tebal penghalang, semakin kecil T — tapi hampir tidak pernah benar-benar nol.

T ≈ e^(−2κL)

Peluang menembus turun secara eksponensial terhadap lebar penghalang (L) dan tingkat 'kesulitan' κ = √(2m(V₀−E))/ℏ. Artinya: menebalkan penghalang sedikit saja bisa menurunkan peluang tembus secara drastis.

💡

Bayangkan begini: seperti suara dari kamar sebelah yang tetap terdengar samar walau pintunya tertutup tebal. Dindingnya "melarang" suara lewat, tapi sedikit energi tetap merembes. Tembok lebih tebal → suara makin lirih, tapi tak pernah benar-benar 0.

🌍

Di Dunia Nyata: Terowongan kuantum bukan teori belaka — ia membuat Matahari bersinar (inti atom hidrogen menembus tolakan listrik untuk berfusi), membuat peluruhan radioaktif alfa terjadi, menjadi dasar kerja mikroskop STM yang bisa memotret atom satu per satu, dan memori flash drive di HP-mu.

🧪 Coba Lakukan Ini

1.Atur E jauh di bawah V₀, lalu tipiskan penghalang perlahan. Lihat T melonjak naik saat penghalang menipis.
2.Buat penghalang sangat tebal. Perhatikan T jadi sangat kecil (tapi tidak persis nol) — fungsi gelombang nyaris habis di dalam penghalang.
3.Naikkan E hingga melebihi V₀. Partikel kini 'di atas' penghalang, dan T mendekati 100% — tapi perhatikan masih ada sedikit pantulan!
4.Amati bagaimana amplitudo gelombang di sisi kanan jauh lebih kecil dari sisi kiri — itulah sebagian kecil yang berhasil lolos.