量子隧道（Quantum Tunneling）​ 是量子力学中的一种现象，指微观粒子（如电子、质子等）能够穿越在经典物理中无法通过的势垒（能量屏障）。这一现象无法用牛顿力学或经典电磁理论解释，是量子世界特有的行为。

​核心原理

1. ​波粒二象性：
   量子力学认为粒子同时具有波动性。当粒子遇到势垒时，其波函数（描述粒子状态的数学函数）会部分渗透到势垒中，并在另一侧重新出现，形成“隧穿”效应。
2. ​概率性穿透：
   隧穿概率取决于：
   • 势垒的高度和宽度；
   • 粒子的能量；
   • 粒子的质量（质量越小，隧穿概率越高）。

   即使粒子能量低于势垒高度，仍有一定概率出现在势垒另一侧。

​实际应用

1. ​扫描隧道显微镜（STM）​：
   利用电子隧穿效应探测材料表面原子级结构，获得诺贝尔物理学奖（1986年）。
2. ​半导体技术：
   • 晶体管、闪存等器件依赖量子隧穿实现电子控制；
   • 隧道二极管、约瑟夫森结等元件直接利用隧穿效应。
3. ​核聚变：
   太阳内部的质子通过量子隧穿克服库仑势垒，发生聚变反应，释放能量。
4. ​放射性衰变：
   α衰变中，α粒子通过隧穿穿透原子核的势垒而逃逸。

​常见误解

• ​宏观物体无法隧穿：
  宏观物体（如人类）因质量极大，隧穿概率几乎为零，因此不会出现“穿墙术”。
• ​非超光速现象：
  隧穿不违反相对论，粒子并未超光速，只是概率性存在。