Wie wäre es mit diagnostischen Methoden in der modernen Medizin?

Kernspinresonanz (NMR) - es wäre nicht einmal sinnvoll, ohne Quantenmechanik darüber zu sprechen, weil es darauf ankommt zum quantenmechanischen Konzept der Spin

Positronenemissionstomographie - hey, der Name sagt schon alles, Sie wenden nicht nur die Quantenmechanik an, sondern Sie haben auch eine direkte Anwendung von Antimaterie

Röntgenscanning , Szintigraphie und viele, viele mehr ... Die Nuklearmedizin ist voll von direkten Anwendungen der Kern-, Teilchen- und Quantenphysik. Es ist sogar üblich, Teilchenbeschleuniger in onkologischen Abteilungen für die Krebstherapie zu finden! Und was ist eine bessere Anwendung für einen gewöhnlichen Laien als "Krebs heilen"?

Ich bin sicher, dass Sie im Internet viele Beispiele aus der Medizin finden werden :)

Die erste übliche Anwendung, die mir in den Sinn kommt, ist definitiv die LED. Von da an alles, was auch nur aus der Ferne mit einem Halbleiter zu tun hat. Darüber hinaus wird heutzutage jede chemische Reaktivität in Bezug auf die Quantenmechanik verstanden

Die Quantentheorie ist so in den Alltag integriert, dass ich denke, die meisten Menschen würden es sehr schwierig finden, sich eine Welt vorzustellen, in der wir niemals die Quantenmechanik entwickelt haben.

Erstens würden wir ohne Quantenphysik das Verhalten von Materialien wahrscheinlich nicht gut genug verstehen, um moderne Halbleiter zu erfinden. Keine moderne Elektronik. Keine Computer. Kein Internet. Keine Videospiele. Kein Dotcom-Boom. Kein Facebook. Keine Massenvideokommunikation. (Wir hätten immer noch Transistoren, also immer noch Radio und Qualitätsfernseher der 1960er Jahre.)

Ohne Quantenmechanik hätten wir auch keine moderne Chemie entwickelt. Wir würden nicht verstehen, warum sich Elemente so verhalten, wie sie es tun. Uns würde die Grundlage für die Biochemie fehlen. Ich denke, es ist ziemlich plausibel, dass wir nichts über DNA wissen oder keine Ahnung haben, wie Proteine ​​funktionieren. Keine Hoffnung auf rationales Medikamentendesign. Keine Ahnung, wie Krankheiten funktionieren.

Es ist nicht nur die Quantenmechanik, die unsere Welt prägt. Ohne die Quantenfeldtheorie hätten wir keine Ahnung von der Kernphysik. Keine Kernkraftwerke. (Das sind ungefähr 10% des weltweiten Strombudgets. Klingt nicht nach viel, aber ich glaube nicht, dass wir uns freuen würden, wenn es plötzlich verschwinden würde.) Auch keine Atomwaffen. Vielleicht ist das eine gute Sache, aber ich denke, selbst Harry Turtledove hätte Probleme, sich vorzustellen, wie die letzten 70 Jahre der Geschichte ohne sie gewesen wären.

So listen Sie weitere Anwendungen auf:

• UltraPrecise-Uhren . Die genaueste wurde 2010 am NIST auf der Basis eines einzelnen Aluminiumatoms (Ions) in einer Ionenfalle gebaut. Wie hier berichtet wird, würde die Uhr in etwa 3,7 Milliarden Jahren weder eine Sekunde gewinnen noch verlieren. Diese Uhren haben viele Anwendungen, von grundlegenden physikalischen Forschungen bis hin zu GPS- und Navigationssystemen.

• Quantenzufallszahlengeneratoren (siehe hier) die jetzt verfügbar sind, haben viele Anwendungen. In der Kryptographie benötigen Sie eine zufällige Zahlenquelle (zum Beispiel für die Schlüsselgenerierung). Quantenzufallszahlengeneratoren werden verwendet, um diese Zufallszahlen unter Verwendung der Zufälligkeit der Quantenwelt bereitzustellen. (viel besser als herkömmliche Pseudozufallszahlen) Auch die Qualität stochastischer Simulationen hängt von der Qualität (Zufälligkeit) der verwendeten Zufallszahlen ab. (Übrigens gibt es Online-Quanten-Zufallsbit-Generatoren, die in einem Labor Zufallszahlen durch Messen einer Quantenmenge erzeugen. Siehe beispielsweise hier und hier. Diese (2.) Seite hat auch einige andere * lustige Sachen *!)

• Quantenkommunikation . Hat bereits Anwendungen mit kurzer Reichweite (z. B. in Australien)

Der quantenmechanische Halbleitertransistor ist das technologische Rückgrat aller modernen Computer. Das Internet läuft also von der Quantenmechanik ab.

Es ist eine Korrektur in dem Sinne, dass Sie keine quantenmechanischen Prinzipien benötigen, um Computer oder sogar Transistoren zu bauen, aber die Halbleitertechnologie macht die Computer klein genug, um so zu sein allgegenwärtig, wie sie geworden sind.

Ich denke, Quantentechnik des Magnetismus könnte eine angemessene Antwort auf die Frage sein.

Tatsächlich kann der mikroskopische Ursprung des von Eisen erzeugten Magnetfelds beispielsweise dank des alten mikroskopischen Modells von Ampere erklärt werden, das auf einer klassischen makroskopischen elektrodynamischen Analogie beruht. Aber dieses Modell stimmt natürlich nicht vollständig mit der klassischen Physik überein. Es bedarf einer Quantenerklärung. Ich sage meinen Schülern an der High School immer, dass natürlicher Magnetismus ein schönes Beispiel für ein quantitatives Phänomen (schwacher Diamagnetismus) ist, während Supraleitung zum Beispiel quantastisch (starker Diamagnetismus) ist!

Um genauer über die Quantentechnik zu sprechen, denke ich im Wesentlichen über Hightech nach, das es ermöglicht, Materialien im Nanobereich auszuwählen, zu organisieren und zu entwerfen, was Quanteneffekte impliziert.

Als gutes Beispiel für die Quantentechnik des Magnetismus möchte ich erwähnen: Riesenmagnetowiderstand , dessen Entdeckung mit einem Nobelpreis an Albert Fert und Peter Grünberg belohnt wurde in 2007!. Diese vollständige Technologie wurde zum Standard in den Ausleseköpfen von Festplatten und war von entscheidender Bedeutung für den sich beschleunigenden Trend der Festplattenminiaturisierung.