Kuantum tünelleme, mikro-dünyada kıyasıya çalışan ve klasik fiziği tamamıyla alt üst eden mekanizmalardan biridir. Videoda anlatıldığı gibi, bir kuantum parçacığı (elektron, foton gibi) enerjisi teorik olarak bir potansiyel bariyeri aşmaya yetmediği halde, bazen o bariyerin diğer tarafında bulunabilir. Bu olgu 20. yüzyılın başında kuantum mekaniğinin doğuşuyla ortaya çıkmıştır ve ilk başta fizikçileri şaşırtmıştır.

Kuantum mekaniğinin temel ilkelerine göre, bir parçacık aslında klasik anlamda "kesin bir yer" veya "kesin bir momentum" taşımaz; bunun yerine bir dalga fonksiyonu (wavefunction) ile tanımlanır. Bu dalga fonksiyonu, parçacığın uzayda belirli bir konumda bulunma olasılığını kodlar. Parçacığı ölçmediğiniz sürece, parçacık potansiyel bariyerinin her iki tarafında da "mevcut" olabilir. Schrödinger denklemi bu olasılık dalgasının zamansal evrimini yönetir ve sonuçta, bariyeri "aşmak" için yeterli enerjiye sahip olmayan bir parçacık bile, bariyerin diğer tarafında ölçülme ihtimaline sahiptir. Tünelleme olasılığı, bariyerin kalınlığı ve yüksekliğine, parçacığın enerjisine ve parçacığın kütlesine bağlıdır.

Bu fenomen soyut bir matematiksel meçhuliyetin ötesinde, doğada gerçekten meydana gelmektedir. Alfa-radyoaktivitesi, tünellemenin en bilinen fiziksel örneğidir: ağır çekirdek içindeki alfa-parçacıkları (heli-4 çekirdeği), kuantum tünelleme sayesinde çekirdeği tutan nükleer kuvvetin bariyerini aşıp dışarı çıkarlar. Yarı-iletken teknolojisinde tünelleme akımı (tunneling current) transistor tasarımının temelini oluşturur. Radyoaktif bozunma, tünelleme olmadan var olamazdı; evrenin yaşı ve kararlılığı bu mekanizmaya bağlıdır.

Kuantum tünelleme, bilim adamlarının ve meraklıların kalbini hep ağrıtmıştır çünkü sezgimize aykırıdır. Makroskopik dünyada, bir topun bir duvarı aşması imkânsızdır; ancak atomik ölçekte bu imkânsızlık bir olasılıktan başka bir şey değildir. Videonun amaçladığı, bu garip ama güzide fiziği tanıtmaktır. Derin düşünüldüğünde, tünelleme sadece kuantum mekaniğinin garip bir hilesi değil, doğanın en derin simetrilerine ve belirsizlik ilkesine (uncertainty principle) köklü biçimde bağlıdır. Bu, sadece fizikçiler için değil, doğanın işleyişine meraklı herkesin öğrenmesi gereken temel bir olgudur.