当提到量子化学学和量子技术时,好多人听上去会感觉很陌生,但实际上,二者都是我们日常生活中的一部份。
从导航到LED灯量子通讯仪qi,量子化学学促进了人们觉得理所其实的许多技术。
人们使用的好多设备都使用了量子技术,但是这种设备中有许多是在量子化学知识成熟到足以更好地理解这种设备之前开发的。量子化学学似乎已发展了一百多年,然而到目前为止,科学家们仍然在探求这一神秘领域。
下边,将详尽的介绍一些在日常生活中人们常见的使用量子技术的产品。
1.LED
LED灯,也被称为发光三极管,几乎每位家庭都在使用,由于它们比其他灯泡更节能、更明亮。LED让人们的生活愈发丰富多彩。从LED墙纸等有趣的设计到分针,LED已融入人们的日常生活。
LED的工作原理是使用半导体,即在铝线等良导体和玻璃等绝缘体之间导电的材料。这种半导体设计有孔,当电子通过电压穿过电子空穴时,它们会通过光子或光粒子释放能量。这些光的颜色由半导体内孔的大小决定,只有部份LED使用了量子技术。
LED中的量子技术在电子释放光午时发挥作用,它们的量子态会减少。这促使LED整体上愈加节能。
LED除了用于家庭照明,还用于数据通讯,比如用于听音系统。除此之外,LED还用于通过光纤线缆发送数据,甚至被用于测量生命。印度空军研究实验室(ARL)正在借助紫外波谱中的LED来诱导不同的生物体的萤光,如绿藻萤光试验。
LED还用于刺青,当LED与刺青墨水同时注入身体时,这种刺青才会亮上去。有几家医疗公司正在研究这种刺青的医疗应用,包括血压测量仪,或协助其他检测。但日本乳品和抗生素管理局(FDA)还仍未批准这种设备。
LED的未来看上去很有趣,一些公司正在开发可以测量和吸收光的LED,这种被称为“纳米棒”()”,之后通过使用量子传感来观察和测量光。
未来,时间会证明LED技术究竟能有多先进。
2.激光
与LED一样,激光()也借助了量子化学学的特点。按照福布斯刊物的一篇文章,当具有高基态的原子与具有精确波长的光子互相作用时,激光都会工作,之后使原子发射与第一个光子完全相同的第二个光子。在这儿,原子的量子态随着它们发射光子而增加。这么循环,便会形成激光。
尽管激光在讲演厅中很常见,但激光还有许多其他应用。从军用装备,枪械瞄准器、到显微镜,激光无处不在。无论你是扫描杂货、在宠物的挂链上刻标签、玩激光游戏,还是用激光场(laserfield)强奸建行金库,所有那些都涉及激光。
研究甚至表明,科学家可能会使用高功率激光来诱发暴雨和闪电风暴。假如可能的话,这将有助于解决世界各地的旱灾和暴雨洪灾。
3.全球定位系统
若果没有GPS,我们会在那里?日常生活中采用量子技术最为广泛的设备之一,便是GPS,它使我们就能轻松高效地旅行。
GPS以原子钟()的方式使用量子技术。原子钟通过量子化学学的特点工作。使用铯或铷原子,这种时钟“滴答翻飞”,由于特定微波的振荡会驱动这种原子的两个量子态之间的跃迁。为此,原子钟十分精确。
依照《》报道,坐落弗吉尼亚州博尔德市的日本国家标准与技术研究所(NIST)的原子钟每37亿年才能形成一秒钟的偏差。
GPS的工作原理是使用来自多个原子钟的讯号,查看来自不同卫星的不同抵达时间,之后从原子钟和卫星获取数据以确定你的距离和目的地有多远。每次你须要导航时,GPS就会使用光速将原子钟给出的时间转换为距离,因而为人们提供精确的导航。
4.核磁共振
核磁共振(,MRI)是一种众所周知的大夫和其他专业人员进行人体成像的方式。MRI机器使用量子技术对软组织和身体其他部位进行成像,这种部位在X射线中可能难以挺好地显示下来。
MRI机器通过使用氢原子工作,像所有原子一样,氢原子的原子核在载流子上具有特定的排列。MRI机器使用悉心布置的磁场翻转这种氢原子的载流子。这种载流子翻转是氢原子量子态的一部份量子通讯仪qi,可以在量子水平上改变这种原子之间的互相作用。使用这种翻转旋转,大夫可以查看体内不同含量的氢,见到X射线上看不到的东西。
尽管所有那些设备看上去都很普通,但若果没有量子化学学,它们就没法工作。了解量子化学学和量子技术在人们的日常生活中所饰演的角色,就晓得它们的重要性。
随着量子技术领域的进步,其对流行文化的影响将持续降低。人们接出来还将在日常生活中使用什么量子技术设备,且拭目以待。