¿Cuáles son algunos ejemplos de ingenieros que utilizan la mecánica cuántica?

La mecánica cuántica es bastante amplia cuando se trata de aplicaciones. Cualquier cosa que involucre sistemas muy pequeños (de baja energía) requiere una comprensión necesaria de la mecánica cuántica. A continuación se enumeran algunos desarrollos de ingeniería importantes que dependen inherentemente de ingenieros que utilizan las leyes de la mecánica cuántica:

Microscopios electrónicos: aprovechan la dualidad onda-partícula de los electrones y nos permiten sondear materiales con mayores aumentos que la luz óptica.

Relojes atómicos: la oscilación entre dos niveles de energía hiperfina en un átomo de cesio-133 ocurre a 1 segundo por cada 9,192,631,770 oscilaciones, lo que nos permite redefinir el segundo en términos de una constante fundamental de la naturaleza.

Nota: los relojes atómicos también pueden estar hechos de otros elementos con propiedades similares.

Semiconductores : El grande. La mecánica cuántica ha ejecutado toda nuestra tecnología porque nos dice exactamente cómo funcionan las estructuras de banda en los semiconductores. Esto luego nos indica cómo diseñar varios dispositivos que son bloques de construcción para nuestras computadoras, teléfonos, televisores, etc.

Nota: Es interesante que estemos alcanzando un límite cuántico para el tamaño de nuestros transistores (nos permite almacenar memoria), no podemos reducirlos sin tener que hacer túneles de electrones, lo que no permite que estos dispositivos funcionen como necesitamos a ellos.

Láseres: los láseres funcionan a través de la emisión entre estados de energía definidos que liberan luz de una longitud de onda.

Estos son breves descripciones generales de sistemas físicos muy complejos, son mucho más complicados de lo que yo creo que son.

Éstos son sólo algunos:

  • Armas nucleares (las más infames)
  • Sondas interplanetarias (navegación)
  • Submarinos y barcos de propulsión nuclear
  • Semiconductores (cualquier cosa computarizada)
  • Paneles electricos de energia solar.
  • Sistema de posicionamiento global (GPS)
  • Sr. Fusion [1] (como se ve en Regreso al futuro, II) (aún en desarrollo)

Notas al pie

[1] Imagen en thegreenhead.com

La ingeniería, en general, es ciencia aplicada, especialmente física, por lo que se ve como un campo que se ocupa del dominio de los sistemas macroscópicos, lo que significa que está fuera del ámbito de las aplicaciones de la física cuántica. Pero la ingeniería trata asuntos que están hechos de átomos y Partículas subatómicas, donde la física cuántica desempeña el papel de comprender los comportamientos físicos y químicos de dichos átomos y partículas. Esto es en general, pero en algunas ramas de ingeniería como la electrónica, la eléctrica, la nanotecnología y la ingeniería informática, la física cuántica desempeña un papel principal en su diseño, comprensión y aplicaciones. Debido a los comportamientos y el control de los átomos y las partículas subatómicas. Están muy bien comprendidos y descritos por la física cuántica.

La física es la ciencia y la ingeniería usa la ciencia para aplicaciones pragmáticas. Los ingenieros pueden diseñar equipos de prueba utilizados por la ciencia, pero en general no hacen la ciencia ellos mismos. Es más de la teoría vs tuercas y tornillos. Espero que ayude.