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如何挑选一款货真价实的量子好物?| 柴知道

柴知道  · 公众号  ·  · 2020-01-15 16:55

正文


一颗苹果从树上掉到了地上,这是 经典力学 问题,请找 牛顿
一颗苹果以接近 30万千米每秒 的速度从树上飞到了地上,这是 相对论 问题,请找 爱因斯坦
一颗 10^(-15)米 大小的苹果从树上闪现到地上,这是 量子力学 问题,请找 普朗克
你买到了一款高科技量子苹果,这是 学术不精 的问题,请找 中科院 柴知道


量子力学有哪些实际应用? 如何挑选一款货真价实的 量子好物 呢?



视频


↓↓ 看完这个视频就知道了 ↓↓

↑↑ 遇事不决,量子力学 ↑↑


图文版


为了挑选到货真价实的量子好物,你需要简单地了解一下 什么是量子物理

把一个长一米、宽一米的场景,放大十倍,再放大十倍,然后放大一千倍,再来一千倍,最后放大一百亿倍,你就进入了 量子的世界

量子世界里,所有物质都可以被还原成 61种基本粒子 其中最重的基本粒子,质量也不超过 3.1×10^(-25)kg


和宏观世界不同,量子世界里 很多物理量是 不连续的 ,比如 质量 电荷 ,甚至是 能量 ,都有一个 最小的单元 ,这些单元不可分割, 任何数值只能取它们的整数倍


这就好比你可以从口袋里掏出5毛或者1分钱,但你永远也掏不出来半分钱。

所谓量子,就是指这些不可分割的最小单元。


1900年, 普朗克 在这篇只有九页的论文里 首次提出了 能量的不连续性 ,一脚踢开了量子力学的大门。


从这往后, 量子物理 和它的各类周边就诞生了。

我们推荐的第一款靠谱量子产品是 固态硬盘 (SSD) 它由1927年德国物理学家 洪德 发现的“ 量子隧穿效应 ”为原理制成。



只要施加外部电压, 电子能像穿越隧道一样, 穿过势能远大于自身动能的势垒 ,进入浮栅,完成写入过程,比传统机械硬盘快得多。


固态硬盘的最初设计来自 贝尔实验室 ,1967年,台湾工程师 施敏 和同事 从甜点的夹层涂酱中获得灵感,制作出了一款基于量子隧穿效应的 非挥发性内存



然后又经过20多年的研发,第一款成熟的固态硬盘产品才算诞生。 品质值得信赖,是 当代最畅销的量子周边产品

当然了,你要是觉得它太过普通,那也没关系。你可以购买 同样基于“量子隧穿效应” 的另一款产品: 扫描隧道显微镜 (STM) ,它看起来就很上档次。


1981年, IBM公司的苏黎世研究实验室 生产了扫描隧道显微镜的原型机,它能 探查物体表面单原子级别的起伏 ,甚至可以 在低温下用探针精确操作单个分子或原子


毫不夸张地说, 纳米技术 就是因为这款显微镜才得以诞生的。


这款产品的售价是 80万人民币 。但别怕,因为几乎任何一项 新型材料的研发 ,都需要用到它。如果你能物尽其用,那么收回成本只是你功成名就的开端而已。

当然了,你要是对开发新材料没兴趣,那也可以购买我们下一款推荐的产品:利用“ 受激辐射 ”原理开发的 激光器 (Laser)



受激辐射是 爱因斯坦 在1917年预言的量子现象。


简单点说,就是通过 刺激处于激发态的原子,让里面的电子跃迁到能量更低的状态 ,由此释放出 频率一致,传播方向一致,相位一致,偏振状态一致的光子束


直到40多年后,美国 休斯实验室 才用 红宝石 发射出了世界上的第一束激光。


有了合适的激光器,你就能自己 刻录光盘 扫描打印 切割玻璃 ,甚至还能用 激光测距 、做 指纹鉴定 、或者把它改造成 激光灭蚊器


如果你想彰显个性,那也可以挑选这款 超市老板专用的型号 ,天天在家里扫码收钱。

假如这些激光产品都没能打动你,那么最后这款量子产品: 晶体管 (Transisitor) ,你一定不会错过,因为它就躺在你眼前这台机器里。


晶体管的祖师爷是瑞士物理学家 布洛赫 , 1928年,他在博士论文中提出 布洛赫波 的概念,在此基础上发展出的 能带理论 ,极大推进了 半导体材料 的研究进展。



能带理论揭示了 固体内部电子的运动特点 ,因为这个理论,科学家才终于弄清楚了







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