α衰变隧穿

α衰变是一种放射性，其中一个重原子核抛出一团由两个质子与两个中子组成的东西——一个α粒子，也就是氦的原子核。令早期物理学家困惑不解的谜题是：α粒子竟能逃脱，尽管它远远没有足够的能量去翻越环绕原子核那堵强大的斥力之墙。按经典物理的规则，它本应被永远困住。

一九二八年，乔治·伽莫夫，以及独立地，罗纳德·格尼与爱德华·康登，用量子隧穿解开了这道谜。α粒子被当作一道在核内来回撞击的波，它无须翻越势垒；每一次尝试，它都有一个小小的概率径直隧穿过去。由于粒子每秒撞击那堵墙数十亿乃至更多次，即便每次尝试的机会微乎其微，终究也会累积成一次逃脱。

这是量子力学应用于原子核最早的辉煌成就之一，它解释了一个引人注目的事实：放出α粒子的同位素，半衰期从微秒一直跨到数十亿年。正因隧穿概率如此陡峭地依赖于势垒，α粒子能量上极小的变化，便转化为原子核存活时长上极其巨大的变化。伽莫夫的理论，把这片浩瀚的寿命跨度，系于一个单一而优雅的量子机制之上。