量子力学では、粒子は波のように振る舞い、重ね合わせの状態に存在する可能性があります。つまり、複数の場所を同時に占有できます。量子トンネリングは、粒子が古典的に克服できない潜在的な障壁を通過するときに発生します。これは、粒子の波のような動作は、通常の手段でそれを通過するのに十分なエネルギーがない場合でも、障壁の反対側にあるというゼロではない確率があることを意味するためです。

トンネリングの確率は、粒子のエネルギーと、潜在的な障壁の高さと幅に依存します。バリアが薄く、粒子のエネルギーが十分に高い場合、トンネリングの確率は重要になる可能性があります。

量子トンネリングには、核融合や固体電子機器など、物理学の多くの分野で重要な用途があります。また、アルファ崩壊のような現象でも役割を果たします。アルファ崩壊では、重い核がそれらを所定の位置に保持している強力な核力をトンネルすることができるアルファ粒子を放出します。
In quantum mechanics, particles can behave like waves and exist in a state of superposition, meaning they can occupy more than one location simultaneously. Quantum tunneling occurs when a particle passes through a potential barrier that it wouldn't be able to overcome classically. This is possible because the particle's wave-like behavior means that it has a non-zero probability of being on the other side of the barrier, even if it doesn't have enough energy to cross it by normal means.

The probability of tunneling depends on the energy of the particle, as well as the height and width of the potential barrier. If the barrier is thin and the particle has a high enough energy, the probability of tunneling can be significant.

Quantum tunneling has important applications in many areas of physics, including nuclear fusion and solid-state electronics. It also plays a role in phenomena like alpha decay, where heavy nuclei emit alpha particles that are able to tunnel through the strong nuclear force holding them in place.