¿Cuáles son algunas aplicaciones de la física cuántica en la vida cotidiana?

El transistor se basa en efectos cuánticos para actuar como un semiconductor, un material que a veces es un conductor y, a veces, un aislante.

Eso es todo, desde las “radios de transistores” de la década de 1950 hasta los procesadores utilizados en computadoras, teléfonos, hornos de microondas y lavadoras.

El láser se basa en la naturaleza discreta de los niveles de energía atómica (los cuantos).

Ese es su CD, DVD y Blu-Ray, así como el telémetro de su topógrafo.

Tu teléfono inteligente Tus globos oculares. Cámaras digitales. Definitivamente las pequeñas tarjetas Flash utilizadas para almacenar todas las fotos de su cámara y las aplicaciones de su teléfono. Pero en serio, cada transistor es un dispositivo mecánico cuántico. Como cualquier dispositivo, incluidos los globos oculares, puede convertir una corriente de fotones en una señal eléctrica.

La tecnología moderna, y mucha biología, nada en un verdadero mar de mecánica cuántica.

¿Estás preguntando con qué frecuencia alguien necesita resolver la ecuación de Shrödinger en la vida real? Algunos tipos particulares de tecnólogos y científicos principales tienen que hacerlo, o al menos tienen que usar software para manejar versiones altamente simplificadas. De lo contrario, no tanto.

Tenemos muchas cosas que tenemos ahora porque entendemos la física cuántica.
Mucha electrónica. Láseres LEDs. Ese tipo de cosas.

IBM está invirtiendo unos miles de millones de dólares en computación cuántica: la inversión de $ 3 mil millones de IBM en cerebros sintéticos y computación cuántica
También está el enredo cuántico, que tiene algunas implicaciones interesantes para cosas como la comunicación más rápida que la luz, el cifrado e incluso una forma de teletransportación.

Diría que sigue siendo un campo bastante interesante desde un punto de vista práctico …

Las computadoras ordinarias son dispositivos cuánticos ya que dependen de transistores. De Ken Wharton:

“¡Pero lo sorprendente es que, cuando realizas todos los cálculos cuánticos, obtienes resultados de aspecto clásico! Una vez que comprendes la mecánica cuántica subyacente, puedes fingir que has encontrado” nuevas “leyes clásicas de la física que solo se mantienen en semiconductores , en el que hay electrones de masa diferente, partículas reales llamadas agujeros y efectos de dopaje. Por lo general, las explicaciones de los transistores se expresan en esta forma de pensamiento “clásica”, aunque todas las leyes supuestamente clásicas se basan en la mecánica cuántica.

La mejor discusión que he visto sobre los semiconductores a partir de los primeros principios (mecánica cuántica) es en las Feynman Lectures on Physics (Vol. III, cap. 13-14). Muy interesante lectura “.

– Ken Wharton, Post-doc, Física láser / plasma

fuente Re: ¿Por qué se dice que los transistores dependen de la mecánica cuántica?

La datación por carbono (página en gsu.edu) utilizada, por ejemplo, para establecer la edad de los artefactos arqueológicos por la vida media de carbon14 depende del principio de incertidumbre de Heisenberg. La desintegración radioactiva ocurre como partículas dentro del núcleo del túnel del átomo a través de la barrera potencial que las mantiene dentro del núcleo. La tunelización es posible debido a la incertidumbre de su posición.
En el artículo citado se detalla el camino desde el nitrógeno alto en la atmósfera donde se convierte en carbono 14 por los rayos cósmicos.

George Gamow resolvió un potencial modelo para el núcleo y derivó de los primeros principios una relación entre la vida media del proceso del evento de desintegración alfa y la energía de la emisión, que previamente se había descubierto empíricamente, y se conocía como Geiger-Nuttall ley. [9] Algunos años más tarde, se aplicó el nombre de factor de Gamow o factor de Gamow-Sommerfeld a la probabilidad de que las partículas nucleares entrantes tunelen a través de la barrera electrostática de Coulomb y experimenten reacciones nucleares.

Tenga en cuenta que había otra pregunta, fusionada en esta:

“¿Dónde podemos ver la mecánica cuántica en nuestra vida cotidiana?”

La respuesta a esta pregunta sería drásticamente diferente: es prácticamente imposible ver manifestaciones directas de la física cuántica (por no hablar de la mecánica cuántica) en la vida cotidiana. Una excepción puede ser una observación de superfluidez. Sin embargo, incluso esto NO le parecería a un observador como algo que viola las leyes de la mecánica clásica. El único efecto cuántico es que la viscosidad es cero.

Entonces, no: no podemos observar ningún comportamiento no clásico extraño en la vida cotidiana.

¿Ves esta computadora / dispositivo móvil que estás usando? Se basa en túneles cuánticos. Alrededor de un tercio de la tecnología utilizada hoy en día solo es posible a través del conocimiento de la física cuántica. No es un tema esotérico, poco práctico.

Los discos duros más pequeños obtienen (es decir, cada año) los efectos cuánticos más y más deben ser considerados. En realidad, los discos duros mismos usan un efecto cuántico para funcionar ya.

Parece que hay una pequeña implicación en su pregunta (probablemente solo estoy exagerando) que alude a una pregunta que muchas personas que no están en el estudio de la física parecen tener, que es cómo todos estos locos (y caros) Los experimentos con partículas beneficiarán a los humanos en su conjunto (es decir, el Gran Colisionador de Hadrones).

Y para responder eso desde mi punto de vista, aún no lo sabemos. El punto es descubrir y comprender la física detrás de esto primero, y lo más probable es que las aplicaciones que conduzcan a la mejora de nuestra vida cotidiana lleguen.

Algunos ejemplos de este suceso incluyen rayos X, microondas, resonancias magnéticas (o prácticamente todos los dispositivos en un hospital utilizados para el tratamiento de imágenes / radiación), electricidad, magnetismo, física newtoniana (que originalmente quiso usar para calcular la órbita de los planetas), etc.

Pero creo que, sobre todo, ¿no te interesa y despierta tu curiosidad? Aprender más sobre cómo funciona nuestro universo en sí mismo es gratificante, y es algo que los humanos como especie han estado haciendo desde el comienzo de la historia registrada. Da uso de un sentido de perspectiva sobre la condición humana. Para muchos, es la búsqueda de conocimiento lo que nos permite vivir una vida plena, lo cual creo que es una de las cosas más importantes que nos llevan a mejorar nuestra vida cotidiana.