В квантовой физике такое явление носит название тоннельного эффекта и вызывается волновыми свойствами микрочастиц, о которых уже рассказывалось.

Мы ведь не удивляемся, когда свет, состоящий из частиц — фотонов, — дает дифракционную картину, то есть огибает края щели и попадает на экран в точки, находящиеся в тени. Знаем мы также, что дифракционные явления можно получать и на «настоящих» частицах, электронах и нейтронах. Дифракция этих частиц используется в настоящее время наряду с рентгеновыми лучами — электромагнитными волнами — для изучения структуры различных веществ.
Тоннельный эффект — явление того же порядка. Частица-волна, в данном случае ядро, имеет некоторую вероятность пройти сквозь потенциальный барьер в атомное ядро; туда, куда по законам классической механики она попасть не может, так как обладает слишком малой энергией для преодоления отталкивающих сил.

Конечно, если бы ядро дейтерия обладало большой энергией и могло пройти над потенциальным барьером, вероятность ядерной реакции была бы много больше. Ядра с малой энергией в большинстве случаев, как это и следует из механических представлений, отталкиваются — отскакивают от преграды. Но все же небольшое их количество проникает сквозь барьер и производит ядерные реакции.

Тоннельный эффект играет важную роль при практическом осуществлении ядерного синтеза. Как мы увидим позже, все наблюдаемые в природе самоподдерживающиеся реакции соединения легких ядер идут «под барьером». Они и называются подбарьерными ядерными реакциями. И все надежды на осуществление управляемого ядерного синтеза основаны на использовании квантового явления — тоннельного эффекта.

Если попытаться подсчитать вероятность поражения мишени при стрельбе, то придется, по-видимому, принимать во внимание следующие три фактора: площадь мишени, качество ружья и способность стрелка. Попытаемся решить иную задачу. Выберем самое совершенное ружье и закрепим его, направив точно в центр мишени. Каков окажется результат стрельбы?

Не спешите ответить, что в этом случае будет десять попаданий из десяти возможных. Вы же еще ничего не знаете о мишени. А она может быть очень маленькой, и тогда даже закрепленное ружье ее не поразит! У ружья ведь есть естественный разброс. Очень маловероятно, чтобы пули вбивались друг в друга. Разброс займет некоторую площадь. Поэтому в описываемом случае стопроцентное попадание в цель будет только тогда, когда площадь цели будет больше площади разброса пуль. А как быть, если цель много меньше площади разброса? Очевидно, в этом случае можно говорить не о стопроцентном, а только о вероятном попадании пули.

Например, если площадь цели равна 1 квадратному сантиметру, а площадь разброса — 1 дециметру (100 квадратных сантиметров), то вероятность попадания Р = 1/100. То есть, сделав, например, 10 тысяч выстрелов, можно рассчитывать на 100 попаданий.

Однако решительную уверенность высказывать не стоит: попаданий может быть и 110, и 90, и другое количество. Здесь действуют те же законы вероятности, что и в обычной лотерее. Если при продаже лотерейных билетов объявлено, что на каждые 10 билетов приходится 1 выигрыш, то было бы наивно рассчитывать на выигрыш, купив 10 билетов. Большинство из нас испытывает подобное разочарование.