Być może nie wszyscy wiedzą, czym jest fizyka kwantowa. Jest to gorąco dyskutowany, fascynujący temat, który ma potencjał zrewolucjonizowania naszego rozumienia otaczającego nas wszechświata. W rzeczywistości niektórzy ludzie przyjęli odkrycia kwantowe jako sposób patrzenia na istnienie. Co więc stoi za tą stosunkowo nową dyscypliną?
Czym jest fizyka kwantowa?
Fizyka kwantowa znana jest również jako teoria kwantowa lub mechanika, ponieważ opiera się na teorii mechaniki, która skupia się na zjawiskach skali długości oraz energii atomowej i subatomowej, dając nowe życie poprzednim teoriom, które obecnie są uważane za przestarzałe.
Jaka jest różnica między fizyką klasyczną a fizyką kwantową? Ta ostatna opisuje promieniowanie i materię jako zjawiska podwójne: falę i cząstkę. Dlatego dualizm falowo-cząsteczkowy można uznać za jedną z charakterystycznych cech mechaniki kwantowej.
Pochodzenie teorii kwantowej
Aby przedstawić przegląd tego, co przyczyniło się do narodzin fizyki kwantowej, możemy wymienić kolejne ważne daty, związane z odkryciami i spostrzeżeniami, które służą do prześledzenia historii mechaniki kwantowej:
- 1900: Planck wprowadza ideę, że energia jest skwantowana, absorbowana i emitowana.
- 1905: Einstein demonstruje efekt fotoelektryczny (energia pola elektromagnetycznego jest przenoszona przez kwanty światła (fotony)).
- 1913: Bohr określa ilościowo ruch orbitalny elektronu.
- 1915: Sommerfeld wprowadza nowe zasady, uogólniając metody kwantyfikacji.
Ale to właśnie od 1924 roku powstawały podwaliny tego, co dziś nazywamy teorią kwantową. W tym czasie Louise de Brogie opracowała teorię fal materialnych. W następnym roku pojawił się Heinsenberg, który sformułował mechanikę macierzową, a po nim w 1927 roku Dirac opracował szczególną teorią względności.
Jakie są zastosowania fizyki kwantowej?
To dzięki teorii kwantowej mamy teraz dostęp do najnowocześniejszych technologii. Od elektroniki po informatykę, istnieje wiele urządzeń opartych na współczesnych odkryciach kwantowych. Kilka wyraźnych przykładów to:
- Laser
- Mikroskopy elektronowe
- Chemia obliczeniowa
- Magnetyczny rezonans jądrowy
- Pomyślmy też o procesorach w naszych komputerach, zdolnych pomieścić miliardy półprzewodników w kilku milimetrach, które wzmacniają sygnały i okazały się niezastąpione. Bez tego nie bylibyśmy w stanie podążać w kierunku przyszłości badań i ewolucji.
Temat cyberbezpieczeństwa również poszerza horyzonty, aby zrozumieć, czy będzie można wykorzystać kryptografię kwantową do uzyskiwania i przekazywania informacji, które są bardziej bezpieczne i trudniejsze do przechwycenia. Jest bardzo prawdopodobne, że za kilkadziesiąt lat zobaczymy komputery kwantowe, o znacznie lepszej wydajności niż obecne modele. W temat komputerów kwantowych zagłębisz się tutaj: https://przetestuj.pl/niekwestionowany-krol-wsrod-komputerow-czym-jest-komputer-kwantowy
