在兩塊金屬（或半導(dǎo)體、超導(dǎo)體）之間夾一層厚度約為0.1nm的極薄絕緣層，構(gòu)成一個(gè)稱為“結(jié)”的元件。設(shè)電子開始處在左邊的金屬中，可認(rèn)為電子是自由的，在金屬中的勢(shì)能為零。因?yàn)殡娮硬灰淄ㄟ^絕緣層，因此絕緣層就像一個(gè)壁壘，我們將它稱為勢(shì)壘。一個(gè)高度為U0、寬為a的勢(shì)壘，勢(shì)壘右邊有一個(gè)電子，電子能量為E 。隧道效應(yīng)無法用經(jīng)典力學(xué)的觀點(diǎn)來詮釋。因電子的能量小于區(qū)域Ⅱ中的勢(shì)能值U0，若電子進(jìn)入Ⅱ區(qū)，就必然出現(xiàn)“負(fù)動(dòng)能”，這是不可能發(fā)生的。但用量子力學(xué)的觀點(diǎn)來看，電子具有波動(dòng)性，其活動(dòng)用波函數(shù)描述，而波函數(shù)遵循薛定諤方程，從薛定諤方程的解就可以知道電子在各個(gè)區(qū)域出現(xiàn)的概率密度，從而能進(jìn)一步得出電子穿過勢(shì)壘的概率。該概率隨著勢(shì)壘寬度的增長(zhǎng)而指數(shù)衰減。因此，在宏觀實(shí)驗(yàn)中，不容易觀察到該征象。

隧道效應(yīng);隧穿效應(yīng);勢(shì)壘貫穿;tunneling effect又稱隧穿效應(yīng)，勢(shì)壘貫穿。

按照經(jīng)典理論，總能量低于勢(shì)壘是不能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的。但依量子力學(xué)觀點(diǎn)，無論粒子能量是否高于勢(shì)壘，都不能一定粒子是否能越過勢(shì)壘，只能說出粒子越過勢(shì)壘概率的大小。它取決于勢(shì)壘高度、寬度及粒子自己的能量。能量高于勢(shì)壘的、活動(dòng)方向適宜的未必肯定反應(yīng)，只能說反應(yīng)概率較大。而能量低于勢(shì)壘的仍有肯定概率實(shí)現(xiàn)反應(yīng)，即可能有一部分粒子(代表點(diǎn))穿越勢(shì)壘(也稱勢(shì)壘穿透barrier penetration)，彷佛從大山隧道通過一樣平常。這就是隧道效應(yīng)。例如H+H2低溫下反應(yīng)，其隧道效應(yīng)就較凸起。根據(jù)愛因斯坦狹義相對(duì)論，任何物質(zhì)在任何狀態(tài)下的速度都不會(huì)超過光速-- 299,792,458米/秒。從理論上說，假如超過光速，時(shí)間將會(huì)出現(xiàn)倒流。據(jù)報(bào)道，日前兩位德國(guó)科學(xué)家卻聲稱，行使量子隧穿效應(yīng)（quantum tunnelling），他們找到了讓光突破本身速度限定的方法。


據(jù)報(bào)道，兩位德國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)是讓微波光子粒子通過兩個(gè)棱鏡并進(jìn)行觀測(cè)得出。當(dāng)兩個(gè)棱鏡分開時(shí)，大部分粒子都被第一個(gè)棱鏡反射然后被探測(cè)器發(fā)現(xiàn)。但是，他們發(fā)現(xiàn)，有部分粒子卻“隧穿”過了兩個(gè)棱鏡之間的間隙并被第二個(gè)棱鏡反射回到探測(cè)器。盡管這部分粒子比大部分粒子穿越的距離要長(zhǎng)，但是，兩部分粒子卻是同時(shí)被探測(cè)器發(fā)現(xiàn)。這也就是說，產(chǎn)生“隧穿”的光子粒子的速度超出了光速。德國(guó)科布倫茨大學(xué)教授Gunter Nimtz透露表現(xiàn)：“目前，這是唯一違背狹義相對(duì)論的一種征象。”

在量子力學(xué)里，量子隧穿效應(yīng)為一種量子特征，是如電子等微觀粒子能夠穿過它們?cè)緹o法通過的“墻壁”的征象。這是由于根據(jù)量子力學(xué)，微觀粒子具有波的性子，而有不為零的概率穿過位勢(shì)障壁。

量子隧穿效應(yīng)(Quantum tunnelling effect) ，是一種衰減波耦合效應(yīng)，其量子舉動(dòng)遵守薛定諤波動(dòng)方程。假若條件恰當(dāng)，任何波動(dòng)方程都會(huì)表現(xiàn)出出衰減波耦合效應(yīng)。數(shù)學(xué)地等價(jià)于量子隧穿效應(yīng)的波耦合效應(yīng)也會(huì)發(fā)生于其它狀態(tài)。例如，遵守麥克斯韋方程組的光波或微波；遵守常見的非色散波動(dòng)方程的繩波或聲波。若要使隧穿效應(yīng)發(fā)生，必須有一個(gè) 2 型介質(zhì)的薄區(qū)域，像三明治一樣平常，夾在兩個(gè) 1 型介質(zhì)的區(qū)域。2 型介質(zhì)的波動(dòng)方程必須允許實(shí)值指數(shù)函數(shù)解（上升指數(shù)函數(shù)或降落指數(shù)函數(shù)），而 1 型介質(zhì)的波動(dòng)方程則必須允許行進(jìn)波解。在光學(xué)里，1 型介質(zhì)可能是玻璃，而 2 型介質(zhì)可能是真空。在量子力學(xué)里，從粒子活動(dòng)這方面來說，1 型介質(zhì)區(qū)域是粒子總能量大于位能的區(qū)域，而 2 型介質(zhì)是粒子總能量小于位能的區(qū)域（稱為位勢(shì)壘）。假若條件恰當(dāng)，從 1 型介質(zhì)區(qū)域入射至 2 型介質(zhì)區(qū)域，行進(jìn)波的波幅會(huì)穿透過 2 型介質(zhì)區(qū)域，再以進(jìn)行波的情勢(shì)，出現(xiàn)于第二個(gè) 1 型介質(zhì)區(qū)域。在量子力學(xué)里，穿透過的波幅可以合乎物理地詮釋為行進(jìn)粒子。遵守薛定諤波動(dòng)方程，穿透波幅的絕對(duì)值平方和入射波幅的絕對(duì)值平方的比率給出了粒子隧穿的透射系數(shù)，也就是其透射概率。對(duì)于遵守其它種波動(dòng)方程的光波、微波、繩波、聲波等等，穿透波幅可以物理地詮釋為行進(jìn)能量，而穿透波幅的絕對(duì)值平方和入射波幅的絕對(duì)值平方的比率則給出了穿透能量和入射能量的比率。

這些"類似隧穿征象"發(fā)生的尺寸與行進(jìn)波的波長(zhǎng)有關(guān)。對(duì)于電子來說， 2 型介質(zhì)區(qū)域的厚度通常只有幾納米。相比之下，對(duì)于一個(gè)隧穿出原子核的阿爾法粒子來說，厚度會(huì)是超小；對(duì)于光波來說，雖然 2 型介質(zhì)區(qū)域的厚度超大，類似征象依舊會(huì)發(fā)生。細(xì)心觀察薛定諤波動(dòng)方程。假若粒子可以被視為一個(gè)局域化 (localized) 于一點(diǎn)的物體，則粒子在介質(zhì)區(qū)域內(nèi)活動(dòng)的舉動(dòng)是由粒子的動(dòng)能設(shè)定的。在 1 型介質(zhì)區(qū)域內(nèi)，動(dòng)能是正值的；而在 2 型介質(zhì)區(qū)域內(nèi)，動(dòng)能是負(fù)值的。這征象并不會(huì)造成任何矛盾。量子力學(xué)不許可粒子局域化于一點(diǎn)。粒子的波函數(shù)必是有些散開的（"非局域的"），而非局域的物體，其動(dòng)能的期望值必是正值的。有些時(shí)候，為了數(shù)學(xué)上的便利，物理學(xué)家會(huì)視粒子的舉動(dòng)像質(zhì)點(diǎn)一樣平常，分外是當(dāng)解析關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和牛頓第二定律的題目時(shí)，物理學(xué)家常會(huì)如許做。曩昔，物理學(xué)家認(rèn)為經(jīng)典力學(xué)的成功意味著粒子可以被視為局域化于一點(diǎn)。但是，當(dāng)涉及特別很是小的物體和特別很是小的距離時(shí)，并沒有任何令人心折口服的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，可以證實(shí)這論點(diǎn)是精確的。反之，物理學(xué)家的這看法是錯(cuò)誤的。可是，因?yàn)閭鹘y(tǒng)教學(xué)方法依舊反復(fù)灌輸粒子的舉動(dòng)像質(zhì)點(diǎn)一樣平常這概念，門生偶然會(huì)特別很是驚奇地發(fā)覺，行進(jìn)粒子總是遵守波動(dòng)方程（甚至是當(dāng)使用移動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的數(shù)學(xué)會(huì)造成許多便利的時(shí)候）。很顯明地，根據(jù)牛頓定律，一個(gè)假設(shè)地經(jīng)典質(zhì)點(diǎn)粒子絕對(duì)無法進(jìn)入負(fù)動(dòng)能區(qū)域。而一個(gè)遵守波動(dòng)方程的真實(shí)非局域物體，會(huì)永久擁有正值動(dòng)能，假若條件恰當(dāng)，能夠穿透過這區(qū)域。

正在接近一個(gè)位勢(shì)壘的一個(gè)電子，必須表達(dá)為一個(gè)波列。偶然候，這波列可能會(huì)相稱長(zhǎng)。在某些物質(zhì)里，電子波列的長(zhǎng)度可能有 10 至 20 納米。 這會(huì)增長(zhǎng)模仿動(dòng)畫的難度。假設(shè)可以用短波列來代表電子，那么，右圖動(dòng)畫精確地表現(xiàn)出隧穿效應(yīng)。電子波包碰到位勢(shì)壘而產(chǎn)生的反射和隧穿效應(yīng)。往位勢(shì)壘的左邊移動(dòng)的通亮圓盤是波包的反射部分。暗淡的圓盤可以被觀察到往位勢(shì)壘的右邊移動(dòng)，是波包穿過位勢(shì)壘的很細(xì)小的一部分。這是經(jīng)典力學(xué)所不許可的。順便詳細(xì)入射波與反射波，由于疊加，而產(chǎn)生的干涉條紋。隧穿效應(yīng)的數(shù)學(xué)解析有一個(gè)分外題目。對(duì)于簡(jiǎn)單的位勢(shì)壘模型，像長(zhǎng)方形位勢(shì)壘，薛定諤方程有解析解，可以給出正確的隧穿概率，又稱為穿透系數(shù)。這一類的計(jì)算可以清楚的注解隧穿效應(yīng)的物理內(nèi)涵。更進(jìn)一步，物理學(xué)家很想要能夠計(jì)算出更合乎現(xiàn)實(shí)物理的隧穿效應(yīng)。但是，在輸入適當(dāng)?shù)奈粍?shì)壘數(shù)學(xué)公式于薛定諤方程后，大多數(shù)時(shí)候，我們會(huì)得到一個(gè)棘手的非線性微分方程。通常，這類微分方程沒有解析解。很早曩昔，數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)物理家就已經(jīng)在研究這題目了。他們研究出一些分外的方法來近似地解析這些方程。在物理學(xué)里，這些分外方法被稱為半經(jīng)典方法。一個(gè)常見的半經(jīng)典方法是WKB 近似（又稱為 JWKB 近似）。最先為人所知的嘗試使用這類方法來解答隧穿題目，發(fā)生于 1928 年，用在場(chǎng)電子發(fā)射(field electron emission) 題目。N. Fröman 和 P. O. Fröman ，兩位物理學(xué)家，于 1965 年，最先得到完全精確的數(shù)學(xué)答案（他們也給出了合理的數(shù)學(xué)論證）。他們的復(fù)雜點(diǎn)子還沒有被寫入理論物理教科書。當(dāng)今的理論物理教科書所講述的方法比較簡(jiǎn)單，比較不正確。稍后，我們會(huì)簡(jiǎn)略的講述一個(gè)個(gè)別的半經(jīng)典方法。

有些研究隧穿效應(yīng)的物理學(xué)家認(rèn)為，粒子只不過擁有波樣的物理舉動(dòng)，現(xiàn)實(shí)上粒子是質(zhì)點(diǎn)樣的。支撐這看法的實(shí)驗(yàn)證據(jù)特別很是稀疏。多數(shù)物理學(xué)家比較偏好的看法是，粒子現(xiàn)實(shí)上是非局域的 (delocalized)，而是波樣的，總是體現(xiàn)出波樣的物理舉動(dòng)。但是，在某些狀態(tài)，使用移動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的數(shù)學(xué)來描述其活動(dòng)是一個(gè)很便利的方法。這里，我們采取第二種看法。不論如何，這波樣的物理舉動(dòng)的真實(shí)本質(zhì)是一個(gè)更深?yuàn)W的題目，不包括在此文章所講述范圍之內(nèi)。這里所研討的征象通常稱為量子隧穿效應(yīng)或粒子隧穿效應(yīng)。但是，隧穿理論看重的是粒子在波動(dòng)方面的物理舉動(dòng)，而不是關(guān)于粒子能級(jí)方面的效應(yīng)。因此，有些作者比較喜好稱這征象為波動(dòng)隧穿效應(yīng)。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)2012年4月6日（北京時(shí)間）報(bào)道英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家首次行使光讓電子穿過了經(jīng)典力學(xué)里無法穿越的“墻壁”（勢(shì)壘），實(shí)現(xiàn)了量子隧穿，科學(xué)家們有望借此研制出新的凝聚態(tài)。相干研究發(fā)表在4月5日出版的《科學(xué)》雜志上。

在量子力學(xué)里，量子隧穿效應(yīng)為一種量子特征，是電子等微觀粒子能夠穿過它們?cè)緹o法通過的“墻壁”的征象。正常情況下，粒子無法穿過這些“墻壁”，但假如這些粒子充足小，這統(tǒng)統(tǒng)就可以發(fā)生。在放射性衰變發(fā)生時(shí)、在許多化學(xué)反應(yīng)中以及在掃描隧道顯微鏡內(nèi)都會(huì)出現(xiàn)這種量子隧穿效應(yīng)，這是由于根據(jù)量子力學(xué)，微觀粒子具有波的性子，因而有不為零的概率穿過這些“墻壁”。

該研究團(tuán)隊(duì)的向?qū)д呓芾锩?middot;鮑姆博格透露表現(xiàn)：“告訴電子如何穿過‘墻壁’的技巧是讓光同電子‘聯(lián)姻’。”科學(xué)家們?cè)忈尩剑@場(chǎng)“聯(lián)姻”是“命中注定”的，由于光以共振腔光子的情勢(shì)出現(xiàn)，科學(xué)家們將一束光捕捉在鏡子之間，讓其在鏡子間往返反彈，光把電子夾在中心，讓電子振動(dòng)穿過墻壁。研究人員皮特·克里斯托弗里尼指出：“這場(chǎng)‘婚姻’產(chǎn)生的子女現(xiàn)實(shí)上是新的不可分割的粒子，這些粒子由光和物質(zhì)組成，可以自由地通過像平板一樣的半導(dǎo)體‘墻壁’而消散。”科學(xué)家透露表現(xiàn)，新粒子的獨(dú)特特性之一是它們會(huì)朝一個(gè)特定的方向延長(zhǎng)，而且它們之間也存在著強(qiáng)烈的相互作用。

當(dāng)前，許多試圖制造出“凝聚態(tài)”的半導(dǎo)體物理學(xué)家正在密切關(guān)注這些相互作用強(qiáng)烈的粒子。“凝聚態(tài)”指的是由大量粒子組成且粒子間有很強(qiáng)相互作用的體系。低溫下的超流態(tài)、超導(dǎo)態(tài)、玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)、磁介質(zhì)中的鐵磁態(tài)、反鐵磁態(tài)等都是凝聚態(tài)，它們能在半導(dǎo)體內(nèi)毫無損失地“旅行”。這些新的帶電粒子也具有量子力學(xué)特性，即能同時(shí)出如今兩個(gè)地方，因此，科學(xué)家們有望使用這些新粒子，借用肉眼可見的量子力學(xué)將原子物理學(xué)家的想法變?yōu)閷?shí)用設(shè)備。

阿爾法衰變就是由于阿爾法粒子脫節(jié)了原本不可能脫節(jié)的強(qiáng)力的約束而“逃出”原子核。掃描隧道顯微鏡是量子隧穿效應(yīng)的重要應(yīng)用之一。掃描隧道顯微鏡可以戰(zhàn)勝通俗光學(xué)顯微鏡像差的限定，通過隧穿電子掃描物體外觀，從而辨別遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光波長(zhǎng)的物體。理論上，宏觀物體也能發(fā)生隧穿效應(yīng)。人也有可能穿過墻壁，但要求組成這小我的所有微觀粒子都同時(shí)穿過墻壁，其現(xiàn)實(shí)上幾乎是完全不可能，以至于人類歷史以來還沒有成功的紀(jì)錄。

于 1928 年，喬治·伽莫夫精確地用量子隧穿效應(yīng)詮釋了原子核的阿爾法衰變。在經(jīng)典力學(xué)里，粒子會(huì)被牢牢地約束于原子核內(nèi)，重要是由于粒子必要超大的能量，才能逃出原子核的特別很是強(qiáng)的位勢(shì)。所以，經(jīng)典力學(xué)無法詮釋阿爾法衰變。在量子力學(xué)里，粒子不必要擁有比位勢(shì)還強(qiáng)的能量，才能逃出原子核；粒子可以概率性的穿透過位勢(shì)，因此逃出原子核位勢(shì)的約束。伽莫夫想出一個(gè)原子核的位勢(shì)模型，借著這模型，導(dǎo)引出一個(gè)粒子的半衰期與能量的關(guān)系方程。同時(shí)期，Ronald Gurney 和 Edward Condon 也自力地研究出阿爾法衰變的量子隧穿效應(yīng)。不久，兩組科學(xué)隊(duì)伍都開始研究粒子穿透入原子核的可能性。

量子隧穿理論也被應(yīng)用在其它領(lǐng)域，像電子的冷發(fā)射(cold emission)、半導(dǎo)體物理學(xué)、超導(dǎo)體物理學(xué)等等。快閃存儲(chǔ)器的運(yùn)作原理牽涉到量子隧穿理論。超大型集成電路(VLSI integrated circuit) 的一個(gè)嚴(yán)厲的題目就是電流走漏。這會(huì)造成相稱大的電力流失和過熱效應(yīng)。另外一個(gè)緊張應(yīng)用領(lǐng)域是掃描隧道顯微鏡。通俗的顯微鏡無法觀察到許多細(xì)小尺寸的物體；可是，掃描隧道顯微鏡能夠清晰地觀察到這些物體的細(xì)節(jié)。掃描隧道顯微鏡戰(zhàn)勝了通俗顯微鏡的極限題目（像差限定，波長(zhǎng)限定等等）。它可以用隧穿電子來掃描一個(gè)物體的外觀。

量子隧穿效應(yīng)也可以存在于某些化學(xué)反應(yīng)中。此類反應(yīng)中，反應(yīng)物分子的波函數(shù)從反應(yīng)勢(shì)壘穿過即可使反應(yīng)發(fā)生，而在經(jīng)典的化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物分子只有獲得充足能量，越過活化能的能壘，反應(yīng)才可以發(fā)生,對(duì)于有量子隧穿效應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，可通過向阿倫尼烏斯方程中加入一個(gè)修正因子Q，將反應(yīng)速率k、溫度T和反應(yīng)的能壘E（類似于活化能Ea）聯(lián)系起來：其中：m是發(fā)生隧穿的粒子的質(zhì)量，2a是位勢(shì)壘的寬度從上式可以看出，發(fā)生隧穿的粒子質(zhì)量越小（德布羅意波長(zhǎng)越大），勢(shì)壘的寬度越小（即勢(shì)壘越窄），反應(yīng)受量子隧穿效應(yīng)的影響的可能性越大。因此一樣平常發(fā)生隧穿的都是電子、氫原子或氘原子，很少有較重元素的原子參與隧穿的。勢(shì)壘的寬度則由粒子隧穿前后所處位置之間的距離所決定，兩個(gè)反應(yīng)位點(diǎn)距離越近，隧穿的程度越大。并且能壘越低，隧穿程度也越大。因?yàn)?beta;分別與2a，和質(zhì)量m的平方根成正比，故因子Q受勢(shì)壘寬度的影響比它受粒子質(zhì)量的影響更大一些。驗(yàn)證量子隧穿效應(yīng)存在于化學(xué)反應(yīng)中的一種方法是動(dòng)力學(xué)同位素效應(yīng)（KIE）。在KIE實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)的一個(gè)反應(yīng)物的某一原子分別被統(tǒng)一元素質(zhì)量不同的同位素所標(biāo)記，分別進(jìn)行反應(yīng)，通過對(duì)比兩者的反應(yīng)速率，可以得出關(guān)于反應(yīng)機(jī)理的信息。若一個(gè)反應(yīng)的速率控制步驟涉及該同位素與其他元素形成的化學(xué)鍵的斷裂，因?yàn)樵街氐耐凰匦纬傻幕瘜W(xué)鍵越不容易斷裂，因此使用統(tǒng)一元素不同同位素標(biāo)記的反應(yīng)物參加反合時(shí)，反應(yīng)的速率也應(yīng)該是不同的，重同位素標(biāo)記的反應(yīng)物參與的反應(yīng)速率應(yīng)該較慢。假如這兩種同位素分別是氕和氘（即氫-1和氫-2），通常情況下，kH/kD的值應(yīng)該在6-10之間，也就是說，含C-H鍵的反應(yīng)速率是含C-D鍵的反應(yīng)速率的6-10倍。但假如反應(yīng)中存在量子隧穿效應(yīng)，因?yàn)橘|(zhì)量m在因子Q中是處在指數(shù)位置上的，m的轉(zhuǎn)變對(duì)速率的影響很大，因此kH/kD的值應(yīng)該宏大于10。實(shí)驗(yàn)事實(shí)也證實(shí)了這個(gè)假設(shè)。比如在下面的反應(yīng)中，硝基丙烷的阿爾法-氫被有位阻的吡啶去質(zhì)子化，并被碘代，反應(yīng)的KIE值在25°C時(shí)卻達(dá)到25，意味著反應(yīng)中很可能存在量子隧穿效應(yīng)。

修正項(xiàng)Q的存在，使得存在量子隧穿效應(yīng)反應(yīng)的速率k受溫度T影響很小。相對(duì)于通俗的化學(xué)反應(yīng)，在溫度顯明升高或降低時(shí)，此類反應(yīng)的速率通常不會(huì)有很顯明的轉(zhuǎn)變，僅有很小的差異。低溫下，量子隧穿效應(yīng)反而更加顯明，研究此類反應(yīng)也通常在低溫下進(jìn)行。然而，溫度的升高，使一部分分子躍遷到第二振動(dòng)能級(jí)（n=1）上，降低了勢(shì)壘寬度，使反應(yīng)速率加快。這便是速率受溫度影響不為零的緣故。量子隧穿效應(yīng)最常見于有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中，尤其是一些含活性中心體的反應(yīng)和某些酶催化的生化反應(yīng)。它是酶能夠明顯增長(zhǎng)反應(yīng)速率的一種機(jī)制。酶使用量子隧穿效應(yīng)來轉(zhuǎn)移電子及氫原子、重氫原子一類的原子核。實(shí)驗(yàn)也表現(xiàn)出，在某種心理狀態(tài)下，甚至連葡萄糖氧化酶(glucose oxydase) 的氧原子核都會(huì)發(fā)生量子隧穿效應(yīng)。質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)也是量子隧穿效應(yīng)的例子之一。有科學(xué)家認(rèn)為，化學(xué)反應(yīng)中的量子隧穿效應(yīng)是宇宙中浩繁有機(jī)分子得以合成的基礎(chǔ)，也有可能是合成早期生命所需的有機(jī)化合物的緊張機(jī)制。外太空中，溫度極低，并且存在著大量的氫元素和氦元素，和大量的甲醛分子作合成質(zhì)料，這些因素，都有利于量子隧穿效應(yīng)的發(fā)生。通過許多類似的反應(yīng)，可以由簡(jiǎn)單的無機(jī)質(zhì)料，突破傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)的禁阻，合成許多復(fù)雜的有機(jī)化合物。這些有機(jī)分子很可能與生命起源有緊張關(guān)聯(lián)。