Для большинства людей квантовая физика лежит вне области понимания. Еще бы, квантовый дуализм, о котором говорят ученые, сродни волшебству: как может быть электрон сейчас материальной частицей, а через мгновение — волной? Волшебство, и только! Впрочем, и сами ученые признаются, что принимают квантовую теорию на уровне формул и физических законов, но четкого понимания сути явления пока нет. Так или иначе, но в сознании общественности укоренилось представление о том, что физика квантовых частиц к повседневной жизни отношения не имеет. И это, конечно же, заблуждение. Многие самые привычные бытовые приборы, которые можно приобрести в интернет-магазине Allo, оказывается, без знания квантовой механики не работали бы.
Тостеры
Именно их в шутку называют причиной появления физики квантовых частиц. В конце XIX столетия физики бились над решением загадки, почему разные материалы, нагретые до определенной температуры, светятся красным светом. В 1900 году Макс Планк, известный немецкий физик, представил научной общественности гипотезу, согласно которой свет излучается не непрерывно, а квантами. При этом отдельные фотоны испускаются с дискретными значениями энергии, зависящими от частоты излучения, умноженной на константу (постоянная Планка). Этот принцип используется в тостерах: при нагревании появляется красный свет ТЭНов, и при этом генерируется невидимое инфракрасное излучение, которое и обжаривает хлеб.
Смартфоны, компьютеры, планшеты
Еще более показательный пример. Полупроводниковые транзисторы, являющиеся элементной базой процессоров, используют волновую природу электронов, которая в сочетании с определенной топографической структурой твердых материалов (в частности, кремния с добавлением других химических элементов), предоставляет возможность манипулировать их проводящими свойствами. Современные технологии позволяют упаковывать миллионы таких транзисторов на небольших пластинах, формируя чипы. Последние являются основой для микроэлектроники.
GPS-трекеры
Системы спутникового позиционирования, использующие орбитальные спутники, работают по принципу определения разности во времени между получением сигналов GPS-приемником с нескольких спутников. Идеальная точность измерения времени важна в плане синхронизации показаний спутников, она достигается благодаря установке на них атомных часов. Их точность — порядка наносекунды, этого достаточно для определения местоположения с точностью 5–10 метров. Атомные часы используют принцип квантовой механики (колебания микроволн в атоме цезия при переходе электронов из одного состояния в другое). Если задуматься, даже люминесцентные лампы, не говоря уже о светодиодных, используют определенные квантовые процессы. И таких примеров можно привести сколько угодно, от электронной микроскопии до МРТ.
