Квант. Путеводитель для запутавшихся

Глава 9. Применение кванта

Надеюсь, теперь я убедил вас, насколько фундаментальна квантовая механика, которая лежит в основе столь многих областей современной физики и химии. Само собой, вы можете упрямиться и утверждать, что все это очень интересно, однако не имеет почти никакого отношения к повседневной жизни. В конце концов, мир наших ощущений и чувств слишком далек от всей квантовой странности, происходящей на микроскопическом уровне; вряд ли она может оказывать непосредственное влияние на нас. Так что в этой главе мы узнаем, как некоторые идеи квантовой физики, описанные на этих страницах, в последние полвека были использованы для разработки технологий, которые мы сегодня принимаем как должное.

К примеру, определенное свойство волновых функций электрона – а именно, их подчинение принципу исключения Паули – объяснило, как электроны располагаются на энергетических «оболочках» атомов, а это привело к пониманию электропроводности металлов. Это, в свою очередь, подтолкнуло физиков к изучению полупроводниковых материалов и изобретению транзистора, на основании которого впоследствии появились микрочип, компьютер и Интернет.

Более того, CD – и DVD-плееры используют соответствующее свойство фотонов, подарившее нам лазер – устройство, которое нашло применение во множестве технических, медицинских и научных сфер, не говоря уж о сфере развлечений и отдыха.

Феномен квантового туннелирования дал нам ядерную энергию и однажды, надеюсь, приведет к появлению более чистого источника бесконечной энергии – ядерного синтеза.

Еще одно странное квантовое свойство определенных материалов, охлажденных почти до абсолютного ноля, дало нам сверхпроводники, которые однажды могут предоставить нам окончательное решение для консервации энергии – силовые кабели с нулевым электрическим сопротивлением.

Вы правда думаете, что в радиоактивности нет ничего хорошего? А что, если я скажу вам, что она произвела революцию в медицине? И как, по-вашему, работает датчик дыма?

Список очень велик, но я остановлюсь только на нескольких наиболее важных технологиях, которые непосредственно основаны на квантовой механике.