量子力学的一个很好的工作定义是，事物与你想象的完全相反。空旷的空间充满了物质，粒子是波，猫可以同时既活着又死去。最近，一群物理学家研究了另一个量子难题。你可能会天真地认为，当一个粒子在桌面上滚动并到达边缘时，它会掉下去。抱歉。事实上，在适当的条件下，量子粒子会留在桌子上并滚回来。
这种效应是众所周知的（如果同样令人震惊）量子隧穿现象的反面。如果你踢足球上山的速度太慢，它会滚下来。但是，如果你以相同的速度踢量子粒子上山，它可以到达山顶并翻过去。粒子将“隧穿”过去（尽管没有实际的隧道参与）。这个过程解释了粒子如何逃脱原子核，导致放射性α衰变。它是许多电子设备的基础。
在隧穿中，粒子可以做球永远不会做的事情。相反，粒子可能不做球总是做的事情。如果你把足球踢向悬崖边缘，它总是会掉下去。但是，如果你把粒子踢向边缘，它可以弹回给你。这个粒子就像那些感知桌子或楼梯边缘并改变方向的小玩具机器人一样，只是粒子没有内部机制来完成它的特技。它自然而然地做了与作用在其上的力所指示的完全相反的事情。这项分析背后的研究人员——西班牙格拉纳达大学的佩德罗·L·加里多、赫尔辛基大学的亚尼·卢卡里宁以及罗格斯大学的谢尔顿·戈尔茨坦和罗德里希·图姆卡——将这种现象称为“反隧穿”。
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在这两种情况下，解释都 lies in 粒子的波动性，这反过来反映了一个事实，即量子粒子通常具有不确定的位置。波描述了可以找到它的位置范围。这种波的行为很像普通波，例如声音。每当任何波遇到不是绝对刚性的障碍时，部分波会穿透到障碍物中，尽管强度会减弱。如果障碍物不太厚，波可以从另一侧重新出现。这类似于隧穿。
对于反隧穿，类比是每当任何波遇到任何条件的突然变化——即使是更有利于其传播的条件——时，其中一部分会反射回来。当潜水员向上看并看到海面充当镜子时，也会发生类似的情况。为了足够突然，条件发生变化的距离必须短于波长（对于粒子而言，波长与动量有关）。如果变化太gradual，波将简单地沿着传播，粒子将像足球一样。
加里多和他的同事进行了数值分析，以排除该现象是理想化假设的人为产物的可能性。他们还计算了粒子在滚过边缘之前倾向于在桌子上滚动多长时间；桌子越高，时间越长。里德学院的大卫·格里菲斯是广受欢迎的量子力学入门教科书的作者（第二版将反隧穿的一个版本作为学生练习），他称之为“一个非常巧妙的悖论”。麻省理工学院的物理学家弗兰克·维尔切克说：“这是一个可靠的分析，它指出了一个我以前没有有意识地意识到的有趣现象。”
反隧穿可能在构建实验室粒子阱、描述核衰变或探索量子力学基础方面有应用，但其主要吸引力在于提醒物理学家，一种近百年的理论仍然具有令人惊讶的能力。
注意：本文最初以“量子边缘政策”为标题发布。