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Théorie en 30 secondes
80 g Effets quantiques
et interprétation
Une particule qui pénètre
par effet tunnel contourne
un obstacle en se
déplaçant du point A au
point B sans traverser
l’espace qui les sépare.
TEXTE EN 30 SECONDES
Philip Ball
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
FRIEDRICH HUND
1896–1997
Physicien allemand pionnier
de la chimie quantique qui fut
le premier à reconnaître
l’importance de l’effet tunnel
dans les spectres lumineux
des molécules.
GEORGE GAMOW
1904–1968
Physicien théoricien américain
né en Russie qui a reconnu
l’importance de l’effet tunnel
dans la désintégration alpha.
GERD BINNIG et HEINRICH
ROHRER
1947– et 1933–2013
Inventeurs allemand et suisse
du microscope à effet tunnel
dans les années 1980, pour
lequel ils ont reçu le prix Nobel
de physique en 1986.
THÉORIE LIÉE
Voir aussi
LES JONCTIONS DE JOSEPHSON
page 126
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
L’effet tunnel peut
s’avérer utile dans la
microélectro nique des
semi-conducteurs, mais
il peut aussi engendrer
certains problèmes.
Comme les transistors
des puces en silicium se
miniaturisent, les couches
isolantes entre les composants s’amin cissent jusqu’à
mesurer à peine quelques
atomes de diamètre, ce
qui les rend sujettes aux
fuites, puisque les élec -
trons peuvent alors les
pénétrer par effet tunnel.
Il devient alors impossible
d’éteindre les dispositifs.
On est parvenu à régler le
pro blème en remplaçant
l’isolant de dioxyde de
silicium par un dioxyde
de hafnium.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
L’effet tunnel est une
pénétration de particules
quantiques à travers un
obstacle, même si, d’un
point de vue classique, ces
particules n’ont pas l’énergie
suffisante pour le faire.
Si une boule lancée vers le haut
d’une pente n’a pas la force suffisante pour
arriver au sommet, elle ne se rendra jamais
de l’autre côté. Cela paraît évident, mais en
physique quantique, ce n’est jamais vrai. Un
objet quantique tel qu’un photon ou un électron
peut traverser un obstacle même si, en termes
classiques, il n’a pas la force pour le faire.
Ce phénomène, que l’on appelle l’effet tunnel,
découle du fait que les particules quantiques
n’ont pas de position bien définie, seulement
une fonction d’onde décrivant la probabilité de
trouver l’objet à différents endroits dans
l’espace. La présence d’un obstacle atténue
la fonction d’onde mais ne la réduit pas à zéro,
pas même de l’autre côté de l’obstacle ; il y a
une chance, même petite, que l’objet soit
découvert à cet endroit. L’effet tunnel joue
un rôle important dans plusieurs phénomènes
naturels. C’est ce qui permet aux particules
alpha d’échapper aux puissantes forces
d’agglomération du noyau atomique en voie de
désintégration radioactive ; il peut accélérer la
vitesse de certains processus chimiques et rend
possibles certaines réactions chimiques dans le
grand froid de l’espace interstellaire. La technologie s’en est emparée, entre autres pour ces
diodes où des électrons arrivent à pénétrer la
jonction entre deux types de semi-conducteurs.
L’EFFET TUNNEL
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Théorie en 30 secondes
80 g Effets quantiques
et interprétation
Une particule qui pénètre
par effet tunnel contourne
un obstacle en se
déplaçant du point A au
point B sans traverser
l’espace qui les sépare.
TEXTE EN 30 SECONDES
Philip Ball
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
FRIEDRICH HUND
1896–1997
Physicien allemand pionnier
de la chimie quantique qui fut
le premier à reconnaître
l’importance de l’effet tunnel
dans les spectres lumineux
des molécules.
GEORGE GAMOW
1904–1968
Physicien théoricien américain
né en Russie qui a reconnu
l’importance de l’effet tunnel
dans la désintégration alpha.
GERD BINNIG et HEINRICH
ROHRER
1947– et 1933–2013
Inventeurs allemand et suisse
du microscope à effet tunnel
dans les années 1980, pour
lequel ils ont reçu le prix Nobel
de physique en 1986.
THÉORIE LIÉE
Voir aussi
LES JONCTIONS DE JOSEPHSON
page 126
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
L’effet tunnel peut
s’avérer utile dans la
microélectro nique des
semi-conducteurs, mais
il peut aussi engendrer
certains problèmes.
Comme les transistors
des puces en silicium se
miniaturisent, les couches
isolantes entre les composants s’amin cissent jusqu’à
mesurer à peine quelques
atomes de diamètre, ce
qui les rend sujettes aux
fuites, puisque les élec -
trons peuvent alors les
pénétrer par effet tunnel.
Il devient alors impossible
d’éteindre les dispositifs.
On est parvenu à régler le
pro blème en remplaçant
l’isolant de dioxyde de
silicium par un dioxyde
de hafnium.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
L’effet tunnel est une
pénétration de particules
quantiques à travers un
obstacle, même si, d’un
point de vue classique, ces
particules n’ont pas l’énergie
suffisante pour le faire.
Si une boule lancée vers le haut
d’une pente n’a pas la force suffisante pour
arriver au sommet, elle ne se rendra jamais
de l’autre côté. Cela paraît évident, mais en
physique quantique, ce n’est jamais vrai. Un
objet quantique tel qu’un photon ou un électron
peut traverser un obstacle même si, en termes
classiques, il n’a pas la force pour le faire.
Ce phénomène, que l’on appelle l’effet tunnel,
découle du fait que les particules quantiques
n’ont pas de position bien définie, seulement
une fonction d’onde décrivant la probabilité de
trouver l’objet à différents endroits dans
l’espace. La présence d’un obstacle atténue
la fonction d’onde mais ne la réduit pas à zéro,
pas même de l’autre côté de l’obstacle ; il y a
une chance, même petite, que l’objet soit
découvert à cet endroit. L’effet tunnel joue
un rôle important dans plusieurs phénomènes
naturels. C’est ce qui permet aux particules
alpha d’échapper aux puissantes forces
d’agglomération du noyau atomique en voie de
désintégration radioactive ; il peut accélérer la
vitesse de certains processus chimiques et rend
possibles certaines réactions chimiques dans le
grand froid de l’espace interstellaire. La technologie s’en est emparée, entre autres pour ces
diodes où des électrons arrivent à pénétrer la
jonction entre deux types de semi-conducteurs.
L’EFFET TUNNEL
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