Квантовое туннелирование

[artfin]

На лекции было сказано, что в некоторых реакциях существует низкотемпературной барьер скорости химической реакции. Краткое объяснение этому было дано в виде эффекта квантового туннелирование. А разве он не зависит от температуры? То есть, он же происходит ( в первом приближении) за счет "заимствования энергии у пространства", следовательно он должен зависеть от температуры, каким образом он тогда влияет на низкотемпературный барьер?

[alien308]

Непонятно, что у вас на лекции сказано было. А эффект туннелирования есть. Он чисто квантомеханический. Качественно можно объяснить принципом неопределённости, когда частица не имеет определённого значения координаты и может находится в классически запрещённой области. В результате возможен переход через потенциальный барьер частицы с энергией меньшей чем высота барьера. В химической кинетике проявляется в том, что ниже некоторой температуры скорость реакции становится практически постоянной, хотя как правило очень маленькой, а не уменьшается с понижением температуры, как в в законе Аррениуса.

Никакого заимствования энергии у пространства нет. Описывается просто стационарным уравнением Шредингера или квазиклассческим приближением, в том и другом случае энергия фиксирована.

[duke2003]

artfin
А можно, пожалуйста, примеры таких реакций и условия. Очень интересно.

[alien308]

Читал по теме в сборнике "Наука и человечество". Как правило это реакции с переносом водорода. У остальных атомов слишком большая масса.
Существует книжка: Гольданский В.И., Трахтенберг Л.И., Флёров В.Н. Туннельные явления в химической физике.

[Droog_Andrey]

Миграция атомов водорода вдоль водородных связей. Например, $\mathrm{D_2O + H_2O = 2HDO}$ в твёрдой фазе.

[VTur]

В квантовой механике понятие температуры отсутствует.
В статистике увеличение температуры говорит о том, что существуют состояния с энергией, больше, чем средняя по ансамблю.
Для туннелирования вероятность переходя падает экспоненциально. Чем выше температура, тем больше систем имеет энергию и, отсюда, вероятность проникнуть под барьером.

[Munin]

VTur в сообщении #537627 писал(а):

Для туннелирования вероятность переходя падает экспоненциально. Чем выше температура, тем больше систем имеет энергию и, отсюда, вероятность проникнуть под барьером.

Довольно коряво сформулировано. Лучше внятный интеграл написать.

[alien308]

VTur:
Речь идёт об элементарных процессах в кинетике. Например для квантовомеханического рассеяния двух атомов температура тоже не задаётся, однако сечения определяют вязкость газа при конкретной температуре.