Если уж и говорить про влияние квантовых эффектов на макромир, то начинать, безусловно, следует с анализа влияния этих эффектов на наноматериалы. В общем-то, ряд вполне солидных экспериментов обнаружил влияние квантовых эффектов и на макротела, но, само собой, всё это ещё довольно "тонкие материи". Вспомним статью про квантовые барабаны.
Искать какую-то определенность в этом вопросе было бы правильно, опираясь именно на обнаружение вероятного влияния квантового мира на нано- уровень. Этот размерный ряд гораздо ближе к квантовому уровню, чем макромир.
Почему квантовые эффекты и наноматериалы должны дружить?
Хотя такое сопоставление и правильно было бы относить к шуточным, изменение характерных размеров структурных частиц правда должно было бы позволить легче обнаруживать работу квантовых эффектов.
Из истории изучения наноматериалов известно, что эта область подобно и квантовым технологиям, некоторое время воспринималась научным сообществом как весьма сомнительная.
Часто словом нано- прикрывали неоднозначные открытия и гипотезы. Но в итоге было выяснено, что наноматериалы и сопутствующие им наноэффекты действительно работают. Попробуйте, например, поспорить с тем, что чем больше частиц в материале, тем больше связей и тем выше получается прочность. Да и с минимальным количеством дефектов у наноматериала тоже не поспорить. Скорее всего таковой окажется и судьба изучения влияния квантовых эффектов на макромир.
Квантовые нанотехнологии
Оказывается уже существует сформировавшаяся область науки. Она занимается изучением взаимодействия квантового мира и нанотехнологий. Это так называемые квантовые нанотехнологии.
Квантовая нанотехнология - это область исследований нанотехнологий, основанных на квантовой теории. В квантовых нанотехнологиях основное внимание уделяется использованию квантовых феноменов в наноматериалах и наносистемах.
По мере развития нанотехнологий было обнаружено, что в некоторых случаях материалы ведут себя совершенно невероятным и нестандартным образом. Ну а там, где есть слово "невероятное", обязательно будет присутствовать и словосочетание "квантовая физика". Именно квантовые эффекты переворачивают привычное восприятие и делают невозможное вполне реальным.
В результате было выяснено, что на свойство и поведение наноматериалов оказывают влияние более новые для ученых объекты, проявляющие уникальные физические свойства: квантовые ямы, квантовые нити, квантовые точки, графен, силицен и похожие. Свойства таких объектов обусловлены их квантовомеханической природой и описываются уже законами квантовой физики.
Несколько примеров применения квантовых нанотехнологий
Примеров такого воздействия накопилось уже предостаточно. Например, уникальные оптические свойства наноматериалов возникают из-за их квантового размерного эффекта, который обусловлен удержанием электронов внутри частиц размером меньше объемного аналога. При прохождении светового потока такое распределение частиц позволяет изменять характеристики светопропускания и преломления, что может позволить изготавливать светофильтры или сверхмощные линзы.
Или же можно вспомнить лазер на квантовых точках. Долгие попытки изготовить подходящий полупроводник, содержащий узкозонные включения характерных нанометровых размеров привело в итоге к обнаружению возможности использования квантовых точек. Идея квантовой точки в составе полупроводника для лазера простая - размер квантовой точки должен быть настолько мал, чтобы квантовые эффекты были существенными. Электрон в такой точке ощущает себя как в потенциальной яме и имеет много стационарных уровней энергии, которые можно запустить в работу.
⚠ Обязательно подписывайтесь на канал, тыкайте лайк 👍 и возвращайтесь за новым контентом! Материалы выходят регулярно!
🔹 Не забывайте читать новые статьи на сайте!
✅ Подписывайтесь на телегу проекта
