W ciągu kilku, może kilkunastu lat (zależy jak liczyć) przyjdzie nam świętować stulecie badań nad mechaniką kwantową. Niebywałe, że mimo upływu tego czasu „kwant” nadal brzmi jak ciekawostka, słowo zaczerpnięte z fantastyki lub abstrakcyjny przedmiot zainteresowania wąskiej grupy jajogłowych. Tymczasem, macki tej egzotycznej teorii już dawno opuściły filmy science-fiction i wtargnęły do naszego życia codziennego.

Oto tylko niektóre spośród pośrednich i bezpośrednich zastosowań mechaniki kwantowej:

1. Tranzystor

atezy.blogspot.com
Najpowszechniej występującym pierwiastkiem na Ziemi jest tlen, a drugim w kolejności jest krzem. W różnej formie, zawiera go większość skał, gleb i wód podziemnych skorupy ziemskiej. Pospolity materiał zyskał na wartości na początku ubiegłego stulecia, gdy okazało się, że wystarczy dodać trochę fosforu i boru, aby zyskał on cechy zarówno izolatora jak i przewodnika.

Po połączeniu w pary atomów krzemu i fosforu jeden elektron zawsze pozostaje wolny, pozwalając na przepływ prądu. Znowuż, przy połączeniu atomów krzemu z borem powstaje dziura przyciągająca swobodne elektrony. Wykorzystując oba typy półprzewodników udało się stworzyć tranzystor – podstawowy element niemal wszystkich urządzeń elektronicznych. Bez tranzystora nie byłoby pralek automatycznych, nowoczesnego radia czy telewizora i przede wszystkim wszechobecnych w dzisiejszym świecie układów scalonych. Bez nich pewnie musielibyśmy nadal korzystać z nieco nieporęcznych komputerów opartych na lampach elektronowych.

2. Zegar atomowy

atezy.blogspot.com

Dawne zegary wahadłowe odliczały czas na podstawie równomiernych ruchów wahadła. Zegary atomowe działają na podobnej zasadzie, z tym, że okresowe tykanie zastąpiły drgania pojedynczego atomu cezu lub jonu aluminium. Regularne zjawiska kwantowe nie podlegają tarciu i wielu innym czynnikom zewnętrznym, co zapewnia niezrównaną punktualność. Jeden z zegarów cezowych, znajdujący się w Wielkiej Brytanii, daje gwarancję spóźnienia nie większego niż jedna sekunda na 138 milionów lat. Amerykanie znacznie przebili ten rekord, tworząc maszynę zapewniającą dokładny pomiar czasu przez 3,7 miliardów lat! Po co komu tak piorunująca punktualność? Jak na razie przydała się do pomiaru potwierdzającego założenia ogólnej teorii względności, jak i do synchronizacji systemu GPS.