1-10e Praktische toepassingen

Hoe controversieel de theorie in het begin ook was, veel experimenten hebben inmiddels aangetoond dat de Quantummechanica de werkelijkheid zeer nauwkeurig beschrijft. De Quantummechanica is zo een van de succesvolste natuurkundige theorieën aller tijden geworden. Ze heeft dan ook veel toepassingen; de werking van veel moderne technologieën berust op eigenschappen van de materie die niet op de klassieke wijze te beschrijven zijn. Als de natuur volledig beschreven zou kunnen worden met de 19de-eeuwse klassieke deterministische natuurkunde zouden hedendaagse technologieën en verschijnselen als kernenergie, radioactiviteit, alle halfgeleidertechnologie en dus de transistor, de MRI-scan, supergeleiding, elektronenmicroscopie, nanotechnologie en de laser onmogelijk zijn. Deze technologieën hebben op hun beurt geleid tot de ontwikkeling van computers, mobiele telefoons, internet en platte beeldschermen. Voorts is geen enkele chemische reactie verklaarbaar zonder de Quantummechanica. Quantummechanica heeft geheel nieuwe vakgebieden doen ontstaan, onder meer de Quantumchemie en de Quantumoptica.

Ontwikkelingen op het gebied van praktische toepassingen van de Quantummechanica zijn tegenwoordig volop aan de gang. Zo hoopt men in de toekomst een Quantumcomputer te ontwikkelen die hedendaagse computers ver zal overtreffen in mogelijkheden en snelheid. Andere (waarschijnlijke) toekomstige toepassingen zijn Quantumcryptografie en Quantumteleportatie.

1-11 Quantumchemie

In de Quantumchemie wordt Quantummechanica toegepast op chemische verschijnselen. Hiermee kan het gehele periodiek systeem der elementen verklaard worden en waarom sommige chemische elementen zich kunnen verbinden met bepaalde andere chemische elementen, hoeveel energie daarbij vrijkomt of juist geabsorbeerd wordt.

1-12 Quantummechanica in biologische systemen

Recentelijk, vanaf het jaar 2000, komen er steeds meer aanwijzingen dat Quantumeffecten zoals verstrengeling en coherentie op moleculaire schaal een rol spelen in biologische organismen. Zo maken planten bij fotosynthese (de omzetting van licht in chemische energie) gebruik van verstrengeling.

1-13 Quantumveldentheorie

De Quantumveldentheorie is een onderdeel van de moderne natuurkunde. Het is een theoretisch kader voor de constructie van Quantummechanische modellen van veld-achtige systemen of, equivalent, veeldeeltjessystemen. De meeste theorieën in de moderne deeltjesfysica zijn geformuleerd als relativistische Quantumveldentheorieën. In de vastestoffysica worden Quantumveldentheorieën in heel wat situaties gebruikt, vooral dan wanneer het aantal deeltjes kan variëren — bijvoorbeeld in de BCS-theorie van supergeleiding.

NAAR HOOFDSTUK 12