I. "Модельное" объяснение. Пусть у нас есть ЧД. Ее гравитация столь велика, что ни одна частица не может вырваться наружу (хотя к границе дыры - горизонту событий - может подходить очень близко). Т.е. этот самый горизонт - потенциальный барьер, пролететь его нельзя. НО: частицы могут медленно "просачиваться" сквозь него. Способность элементарных частиц преодолевать потенциальные барьеры различных сил многократно отмечалась в эксперименте. Например, чтобы альфа-частица проникла в ядро урана-238, ей надо преодолеть мощнейшие силы отталкивания (т.к. и ядро, и частица заряжены положительно). Расчет показал, что для проникновения в ядро альфа-частица должна иметь энергию не менее 8,78 Мэв. Однако, в эксперименте наблюдается "просачивание" к ядрам урана альфа-частиц с энергией всего 4,2 Мэв, т.е. в 2 раза меньше минимально необходимой! Это явление было названо туннельным эффектом, а сам процесс - туннелированием. Точно так же и содержимое ЧД медленно туннелирует сквозь горизонт событий, постепенно разлетаясь. Ну, назвать-то процесс можно как угодно, главное - объяснить его суть. Почему вообще происходит туннелирование, как же эти частицы "просачиваются", когда им явно не хватает энергии? Чтобы это понять, необходимо вспомнить о корпускулярно-волновом дуализме: каждый микрообъект обладает одновременно свойствами и частицы, и волны. Туннелирование - это следствие волновых свойств микрообъектов. Наглядная аналогия: помещаем включенный на полную громкость магнитофон внутрь наглухо закрытой сферы. Ни одна молекула воздуха не может из нее вырваться! Но звук мы слышим: звуковые волны "просачиваются" сквозь сферу! Т.е. даже сильное гравитационное поле ЧД не может полностью остановить утечку вещества из ЧД. Особенно быстро будут "утекать" фотоны: их волновые свойства выражены сильнее всего. Вообще, ЧД сможет удержать лишь такой объект, который обладает массой (не массой покоя, а вообще массой). А волны не обладают массой. Масса - это свойство частицы. И в некотором числе случаев (с некоторой вероятностью) волновые свойства частицы проявятся достаточно сильно, чтобы обеспечить ей туннелирование.
II. "Математическое" объяснение. Отключаем воображение - оно нам не понадобится. Пытаться что-либо представлять не нужно - это только помешает. Итак, есть потенциальный барьер. Подходя достаточно близко к нему, частица может либо отразиться от него, либо туннелировать. Вероятность туннелирования в единицу времени выразится как: L=vD, где L - вероятность туннелирования (лямбда, но форум не позволяет печатать греческие буквы и ряд мат. символов), v (ню) - частота ударов частицы о барьер, D - т.н. коэффициент прозрачности потенциального барьера. Чтобы найти коэффициент прозрачности, нужно вспомнить о волновой функции, составить систему дифференциальных уравнений второго порядка и решить ее. [... Пропускаю несколько страниц формул... Хотел дать ссылку, но почему-то не нашел в сети хорошего учебника по КМ или ядерной физике. Кто знает - просьба указать ссылку] В итоге получается: D=(16E(Ep-E)/Ep2)*exp[-2sqrt(2m/h)*sqrt(Ep-E)*b], где: E - энергия туннелирующей частицы, Ep - потенциальная энергия барьера sqrt - символ квадратного корня (т.к. поставить корень форум не позволяет ) m - масса частицы h - постоянная Планка (h=6,626x10-34 Дж*сек), b - толщина потенциального барьера
)
