Квантовые частицы способны проходить сквозь препятствия, словно мяч, внезапно оказывающийся внутри холма и вылетающий с другой стороны. Этот туннельный эффект объяснил Георгий Гамов, разгадывая, как частицы покидают атомное ядро. Новое исследование показывает: если холм дрожит, беспорядочно меняя высоту, частицам пройти труднее. Шум вносит хаос, рассеивает движение, и мяч чаще отскакивает. Особенно ярко это проявляется в графене — листе углерода толщиной в атом. Там электроны, мчащиеся почти со скоростью света, обычно игнорируют любые преграды — эффект Клейна, — но дрожащий барьер ломает их неуязвимость. Даже атака в лоб заставляет электроны отражаться. Причина в том, что колебания делают внутренность «холма» нестабильной, сбивая волну частицы. Такой шумовой затвор открывает путь к точным квантовым переключателям для будущих компьютеров, где одиночными электронами управляют без сверхсложных систем. Как заметил Джон Прескилл, контроль над единичными квантовыми объектами — основа вычислительного скачка. Неожиданно, что помеха становится инструментом упорядочивания.
Туннельный эффект обеспечивает термоядерные реакции в недрах Солнца, позволяя протонам преодолевать электрическое отталкивание.