این یک واقعیت است که ذرات باردار تحت‌تأثیر امواج الکترومغناطیسی هستند و برعکس. پس ابتدا باید بدانیم که امواج الکترومغناطیس چگونه تولید و منتشر می‌شوند. اگر یک ذره باردار در حال چرخش روی یک مدار دایره‌ای‌شکل دچار تغییر سرعت یا شتاب شود، امواج الکترومغناطیس تولید و منتشر می‌شوند.
این امواج تولید شده از راه دور جذب ذرات باردار ساکن شده و آنها را روی یک خط عمود بر امتداد گذر و تابش موج عرضی، به حرکت بالا و پایین و نوسانی درمی‌آورد. اگر الکترون مولد موج روی مدارد، از زاویه صفر به ۳۰ درجه تغییر مکان دهد، الکترون جاذب موج از نقطه قرمز به نقطه زرد منتقل می‌شود. اگر الکترون مولد موج روی مدارد از زاویه ۳۰ درجه به ۶۰ درجه تغییر مکان دهد، الکترون جاذب موج از نقطه زرد به نقطه نارنجی منتقل می‌شود و ... یعنی سرعت حرکت الکترون در نقطه قرمز ماکزیمم و در نقاط آبی‌رنگ مینیمم و صفر است. پس احتمال حضور الکترون در نقاط آبی‌رنگ بیشینه و در نقطه قرمز کمینه است. در فر ماکروویو هم همین اتفاق می‌افتد؛ یعنی امواج در حد گیگاهرتز موکول‌های آب را به‌صورت نوسان سینوسی کسینوسی درآورده و این مولکول‌ها به علت تصادم و اصطکاک شدید با یکدیگر به جوش آمده و تبخیر می‌شوند.
احتمال حضور الکترون مولد موج روی نقطه فرضی روی مدار:
بسته به فرکانس یا سرعت زاویه‌ای، الکترون در هر ثانیه f بار از نقطه فرضی عبور خواهد کرد. پس احتمال حضور الکترون در آن نقطه فرضی f/s است. f فرکانس و s یک ثانیه است.
احتمال حضور الکترون جاذب موج روی نقطه فرضی روی خط عمودی نوسان:
یعنی در زوایای منفی پی و صفر و پی احتمال حضور الکترون در نقطه قرمزرنگ صفر است. ولی در زاویه‌های منفی پی دوم و پی دوم، -f و f بر ثانیه است. پس می‌توان به‌راحتی نتیجه گرفت که یا الکترون از نقطه قرمز گذری ندارد و یا اینکه در آن مکان ناپدید می‌شود و یا اینکه امکان وجود و موجودیت الکترون در آن مکان غیرممکن است. ولی به باور ما الکترون در آن مکان گذر میدانی دارد؛ یعنی از آن مکان وارد میدان واحد کوانتومی شده و برعکس از آن مکان خارج می‌شود؛ یعنی نصف تابش یا نوسان الکترون داخل میدان و نیم دیگر خارج میدان است. ولی در فیزیک کوانتوم به نادرست و غلط احتمال حضور الکترون بسته با تابع موج از قرار زیر است.
به باور ما عدد احتمال در یک سیکل موج یا نوسان، دونیمه مثبت و منفی دارد. یکی مربوط به داخل میدان و دیگری مربوط به خارج میدان است. به یاد داشته باشید که ما برای فیزیک و ریاضیات تصمیم گیرند، قیم و ولی نیستیم، بلکه ریاضیات و فیزیک حقایق را برای ما آشکار می‌کنند. اگر این واقعیت‌ها را دست‌کاری کنیم به گمراهی دور و درازی گرفتار شده‌ایم که بیرون آمدنی هم در کار نیست. با کمال تأسف باید گفت که امروزه دانشگاهی‌ها ولی، سرپرست، قیم و وکیل دو مقوله ریاضیات و فیزیک و در کل دانش و علم شده‌اند که نتیجه آن تباهی و فساد برای نوع بشر است.
چنین به نظر می‌رسد که تا الان نگرش ما به موضوع کلاسیک بوده است؛ چون با یک جریان متناوب سینوسی سروکار داشته‌ایم. اصل موضوع از دیدگاه کوانتومی چیست؟
اگر جریان الکتریکی با ولتاژ بالا را به یک لامپ کاتدی خلأ وصل کنیم، تنها چیز مشاهده شده یک میدان الکتریکی ثابت است. اتفاق زمانی روی می‌دهد که ما یک جریان ایزوله با آمپراژ بالا را از فیلمان تنگستنی تفنگ الکترونی گذر دهیم. در این حالا دمای فیلمان تا ۲۵۰۰ درجه بالا رفته و الکترون‌ها از فلز تنگستن جدا شده و کنده می‌شوند و در مسیر میدان الکتریکی به پرواز و حرکت در می‌آیند. اما مشاهدات نشان داده که این تابش کاتدی یا الکترونی طول موج داشته و حالت موجی دارد که مربوط به اسپین یا نوسان خود الکترون‌هاست و نه میدان الکتریکی. افزایش ولتاژ باعث افزایش سرعت الکترون‌ها در نتیجه کوتاه‌شدن طول موج می‌شود؛ یعنی فرکانس افزایش پیدا می‌کند. پس طول موج و فرکانس اشعه تابعی از سرعت و تکانه الکترون است و اگر ولتاژ از ۱۰۰۰ ولت بالا رود با تابش الکترون بر سطح آند، دما به‌شدت افزایش‌یافته و مقداری اشعه ایکس با همان انرژی الکترون‌ولت لامپ تولید و منتشر می‌شود. نگرش کلاسیک چنین است که الکترون‌ها از کاتد به‌طرف آند پرتاب و مهاجرت می‌کنند؛ ولی آنچه که در عمل مشاهده شده است اینکه، الکترون‌ها در طول این مسیر با نظم مشخص و معلومی به صف درآمده و نوسان می‌کنند و می‌توانند در هر زمان و مکانی حضور داشته باشند منتهی با تابعی از احتمال که شرودینگر آن را معرفی کرده است. ولی تابع احتمال ما همان تابع قبلی است منتهی با ضرب عدد موهومی i چون مسیر نوسان الکترون جاذب موج ۹۰ درجه چرخش دارد و به بیان ساده‌تر جذب و دفع میدان الکتریکی توسط الکترون موجی است. یعنی میدان الکتریکی ثابت و ساکن به نظر می‌رسد؛ ولی کنش یا برهم‌کنش الکترون با این میدان ساکن، موجی است که تابعی از سرعت و تکانه آن است.
پس در فیزیک کوانتوم محض تابع موج - ذره الکترون در لامپ کاتدی، یک عدد مختلط است. بخش حقیقی جهت میدان الکتریکی ثابت و ساکن است که به ولتاژ وابسته است و بخش موهومی به اینرسی الکترون یا همان تکانه وابسته است که میدان موهومی (مغناطیسی) را سبب می‌شود که نتیجه بر همکنش الکترون با میدان واحد کوانتومی است.
منحنی سینوسی نوسان میدان موهومی (مغناطیسی)، خط راست امتداد میدان الکتریکی، دوایر قرمز مداخل ورودی و نقاط خروجی الکترون از میدان واحد کوانتومی، دوایر رنگی تو پر احتمال حضور الکترون بیرون میدان و دوایر رنگی توخالی احتمال حضور الکترون درون میدان واحد کوانتومی است. اینک درک پدیده تونل‌زنی برای ما خیلی راحت می‌شود. اولاً زمانی که الکترون داخل میدان است می‌تواند به‌راحتی از سد پتانسیل گذر کند به شرطی که خود سد بیرون میدان بوده باشد و ثانیاً سد پتانسیل باعث کاهش شدت میدان الکتریکی حامل موج - ذره الکترون می‌شود در نتیجه سرعت و تکانه الکترون پشت سد کاهش پیدا خواهد کرد.
منحنی آبی پشت سد و قرمز جلوی سد تصور و فرض می‌شود.
نقض قانون بقای انرژی در مکانیک کوانتوم:
برداشت‌های ما از قوانین فیزیکی در جهان ماکروسکوپی با نتایج جهان میکروسکوپی سازگار نیست. در مکانیک کلاسیک قانون بقای انرژی به‌صورت کلی و مطلق بیان می‌شود که مقدار انرژی (درواقع جرم - انرژی) همواره ثابت است. درحالی‌که در مکانیک کوانتوم، اصل عدم قطعیت، نقض‌شدن قانون بقای انرژی را مجاز می‌داند، مشروط بر آنکه در رابطه زیر صدق کند:
که در آن E انرژی، t زمان و h ثابت پلانک است که ممکن است ثابت نبوده و مقدار آن هم دستخوش تغییراتی شود. در اینجا تولید یا نابودی انرژی (در واقع جرم و انرژی) در یک بازه زمانی بسیار کوتاه مجاز است، مشروط به اینکه رابطه بالا صدق کند. چون ذرات همواره در حال گذر از میدان واحد کوانتومی و برهم‌کنش با آن هستند. که این نامعادله برای ذره الکترون دو جواب دارد؛ یعنی فاصله زمانی نابودی جرم و انرژی آن (گذر میدانی) 1.2e-21 ثانیه بوده و ممکن است دیگر از میدان واحد کوانتومی خارج نشود و تا به ابد درون میدان زندانی شود. ازاین‌رو کمترین مدت‌زمان تونل‌زنی کوانتومی الکترون همین مقدار است. یا ممکن است الکترون‌هایی که قبلاً در میدان واحد کوانتومی زندانی شده‌اند باانرژی کمتری نسبت به پشت سد، و در جلوی سد بیرون آیند.
محمدرضا طباطبايی ۱۴۰۱/۱۰/۲۶
