אפקט המנהרה הוא תופעה מדהימה, בלתי אפשרית לחלוטין מנקודת המבט של הפיזיקה הקלאסית. אבל בעולם הקוונטי המסתורי והמסתורי, ישנם חוקים שונים במקצת של האינטראקציה בין חומר ואנרגיה. אפקט המנהרה הוא תהליך של התגברות על מחסום פוטנציאלי מסוים על ידי חלקיק אלמנטרי, בתנאי שהאנרגיה שלו קטנה מגובה המחסום. לתופעה זו יש אופי קוונטי בלבד והיא סותרת לחלוטין את כל החוקים והדוגמות של המכניקה הקלאסית. ככל שהעולם בו אנו חיים מדהים יותר.
כדי להבין מהו אפקט המנהרה הקוונטית, עדיף להשתמש בדוגמה של כדור גולף ששוגר בכוח מסוים לתוך החור. בכל יחידת זמן, האנרגיה הכוללת של הכדור עומדת בניגוד לכוח המשיכה הפוטנציאלי. אם נניח שהאנרגיה הקינטית שלו נחותה מכוח הכבידה, אז המצויןהחפץ לא יוכל לעזוב את החור בעצמו. אבל זה בהתאם לחוקי הפיזיקה הקלאסית. כדי להתגבר על קצה הפוסה ולהמשיך בדרכו, הוא בהחלט יצטרך דחף קינטי נוסף. אז ניוטון הגדול דיבר.
בעולם הקוונטי, הדברים שונים במקצת. כעת נניח שיש חלקיק קוונטי בחור. במקרה זה, כבר לא נדבר על העמקה פיזית אמיתית בכדור הארץ, אלא על מה שפיזיקאים מכנים בדרך כלל "חור פוטנציאלי". לערך זה יש גם אנלוגי ללוח הפיזי - מחסום אנרגיה. כאן המצב משתנה באופן דרמטי. כדי שהמעבר הקוונטי כביכול יתרחש והחלקיק יהיה מחוץ למחסום, יש צורך בתנאי נוסף.
אם עוצמת שדה האנרגיה החיצונית קטנה מהאנרגיה הפוטנציאלית של החלקיק, אז יש לו סיכוי אמיתי להתגבר על המחסום ללא קשר לגובהו. גם אם אין לו מספיק אנרגיה קינטית בהבנת הפיזיקה הניוטונית. זה אותו אפקט מנהרה. זה עובד כדלקמן. מכניקת הקוונטים מאופיינת בתיאור של כל חלקיק שלא בעזרת כמה כמויות פיזיקליות, אלא באמצעות פונקציית גל הקשורה להסתברות שהחלקיק ממוקם בנקודה מסוימת במרחב בכל יחידת זמן ספציפית.
כאשר חלקיק מתנגש במחסום מסוים, באמצעות משוואת שרדינגר, ניתן לחשב את ההסתברות להתגבר על מחסום זה. מאז המחסום הוא לא רק אנרגטיתסופג את פונקציית הגל, אך גם מחליש אותה באופן אקספוננציאלי. במילים אחרות, אין מכשולים בלתי עבירים בעולם הקוונטי, אלא רק תנאים נוספים שבהם חלקיק יכול להיות מחוץ למחסומים הללו. מכשולים שונים, כמובן, מפריעים לתנועה של חלקיקים, אבל בשום אופן אינם גבולות מוצקים בלתי חדירים. באופן יחסי, זהו סוג של גבול בין שני עולמות - פיזי ואנרגיה.
לאפקט המנהרה יש את האנלוגי שלו בפיזיקה גרעינית - יינון אוטומטי של אטום בשדה חשמלי רב עוצמה. גם פיזיקת המצב המוצק שופעת דוגמאות לביטוי של מנהור. אלה כוללים פליטת שדה, נדידת אלקטרונים ערכיים, כמו גם השפעות המתעוררות במגע של שני מוליכים מופרדים על ידי סרט דיאלקטרי דק. מנהור ממלא תפקיד יוצא דופן ביישום של תהליכים כימיים רבים בטמפרטורות קריוגניות נמוכות.
