Courtesy of InterestingEngineering

Penemuan Baru Cara Elektron Lewati Penghalang Energi dalam Mekanika Kuantum

Mengungkap dinamika elektron selama proses terowongan kuantum, khususnya fenomena interaksi elektron dengan inti atom di dalam penghalang energi, untuk membuka pemahaman baru dalam mekanika kuantum dan meningkatkan teknologi berbasis tunneling.

17 Jul 2025, 21.03 WIB

95 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini mengungkap dinamika baru dalam proses tunneling elektron.
Rekolisi di bawah penghalang (UBR) berkontribusi pada pemahaman yang lebih dalam tentang interaksi elektron dengan inti atom.
Resonansi Freeman (FR) menunjukkan fenomena baru yang dapat membantu dalam pengembangan teknologi canggih seperti komputer kuantum dan laser ultracepat.

Pohang, Korea Selatan - Para ilmuwan dari Pohang University of Science and Technology berhasil memecahkan misteri besar dalam mekanika kuantum yaitu proses electron tunneling atau terowongan elektron yang telah menjadi rahasia selama hampir 100 tahun. Mereka menemukan bagaimana elektron berperilaku saat melewati penghalang energi atom yang tampaknya tidak bisa dilewati dengan energi yang dimilikinya.

Melalui eksperimen dengan menggunakan pulsa laser yang sangat kuat, tim riset mengamati bahwa elektron tidak hanya melewati penghalang tersebut, tapi juga bertabrakan kembali dengan inti atom di dalam terowongan yang mereka sebut dengan fenomena under-the-barrier recollision (UBR). Hal ini tidak pernah dipahami sebelumnya karena selama ini para ilmuwan percaya interaksi elektron dengan inti terjadi setelah elektron keluar dari terowongan.

Fenomena ini menyebabkan terjadinya Freeman resonance (FR) yang memperkuat ionisasi elektron secara signifikan dan berbeda dari teoritis ionisasi yang sudah dikenal sebelumnya. Menariknya, kekuatan fenomena ini tidak terlalu dipengaruhi oleh intensitas laser yang digunakan dalam percobaan, sebuah temuan baru yang tidak bisa dijelaskan oleh teori lama.

Penelitian ini penting karena memberikan dasar ilmiah yang lebih jelas mengenai bagaimana elektron berperilaku selama proses tunneling, dan bisa menjadi landasan untuk pengembangan teknologi yang memanfaatkan efek terowongan, seperti perangkat semikonduktor, komputer kuantum, dan laser ultracepat.

Para peneliti juga menekankan bahwa temuan mereka mengindikasikan perlunya pengembangan teori-teori yang lebih canggih untuk menjelaskan mekanisme yang terjadi pada arus ionisasi yang berintensitas menengah dan tinggi, termasuk memahami detail potensi atom dan korelasi multi-elektron secara lebih lengkap.

Sumber: https://interestingengineering.com/science/100-year-old-mystery-of-electron-tunneling

Pertanyaan Terkait

Apa yang berhasil diungkap oleh para ilmuwan terkait proses tunneling elektron?

Para ilmuwan berhasil mengungkap dinamika tunneling elektron dan interaksinya dengan inti atom di dalam penghalang.

Apa itu rekolisi di bawah penghalang (UBR) dan mengapa itu penting?

Rekolisi di bawah penghalang (UBR) adalah proses di mana elektron bertabrakan kembali dengan inti atom saat berada dalam tunnel, yang penting karena menantang teori sebelumnya.

Bagaimana eksperimen ini mengubah pemahaman kita tentang interaksi elektron dengan inti atom?

Eksperimen ini menunjukkan bahwa interaksi elektron dengan inti atom tidak hanya terjadi setelah elektron keluar dari tunnel, tetapi juga di dalamnya.

Apa yang dimaksud dengan resonansi Freeman (FR)?

Resonansi Freeman (FR) adalah fenomena ionisasi yang muncul sebagai hasil dari rekolisi di bawah penghalang, yang menunjukkan karakteristik baru dalam spektrum energi elektron.

Mengapa penelitian ini dianggap sebagai terobosan dalam pemodelan teori kuantum?

Penelitian ini dianggap sebagai terobosan karena memperkenalkan model baru yang menjelaskan fenomena yang tidak dapat dijelaskan oleh teori yang ada saat ini.