量子力学はどのように応用されますか。
量子力学を使うとどんなことがいいことがありますか。
できるだけ一般の人がわかる範囲のこと、
身近なことがいいですが。

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A 回答 (5件)

>具体的にどういうふうに生かされるのか知りたいですが。



あまり詳しいことは分からないのですが、ミクロの領域での電子や電磁波のふるまいを計算していると思いますよ。

例えば、電子部品の場合でしたら、微小な回路に電子を通すと、その電子は、不確定性が働いてその回路から「にじみ出て」しまうかもしれません。あまりに多くの電子がにじみ出てしまうと、その回路自体が壊れてしまい、用を足さなくなってしまいます。
こういった設計上の問題を解決する為には量子力学を応用した電子と回路のシミュレーションが不可欠です。

それから、現在のCPUなどの高性能化には、製造技術の微細化が大きな役割を担っていますよね。
より細かい回路に、より微弱な電流を流さないと、電子素子の小型化/高性能化/低消費電流/低発熱化は成し遂げられないのです。
この、より細かい素子を作る為の研究にも、量子力学に基づくシミュレーションが使われています。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。ムムー奥が深い。

お礼日時:2001/12/15 00:11

エレクトロニクス、ハイテクノロジーの分野では、量子力学が理論的根拠を与えています。

病院で精密検査に用いられているMRI(核磁気共鳴装置)、光通信や医療など多方面に利用されるレーザー、コンピューターなどのエレクトロニクスには欠かせない半導体技術、リニアモーターカーに使われる超電導磁石など、すべて理論的には量子力学によって説明されるのです。量子力学を簡単に説明することは、ちょっと難しいと思います。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。「理論的」な説明のとこが「難しい」のでしょうね。
「やさしい量子力学応用」とか「サルにもわかる量子力学の応用」とかの
本がないでしょうかね。

お礼日時:2001/12/15 00:18

良いこと、という回答ではないですが。

違った視点で。

ブラックホールがどのようにして成立して、その中ではどのような現象が起きているか、などは、量子力学が大いに絡んできます。(一般相対論も勿論絡みます) インフレーション宇宙モデル、すなわち、宇宙はビッグバンという「始まり」から成り立っている、というモデルでも、(始まりは非常に小さい<うちゅう>だったわけですから)量子力学が絡んでくるでしょう。

もうひとつ違った視点で。現在のコンピューターは、0か1か、でしか物事を判断できませんが、量子力学の視点(量子力学の原理原則)を応用した「量子コンピューター」というものも考えられています。このコンピューターは、思考実験段階でしかありませんが、もし実現すれば、RSAの公開暗号システムなどはすぐに崩壊してしまうほど^^; 計算が早いとされています。
#だとすると、これは、「量子力学を使った悪い事例」になってしまうでしょうか・・・^^;

P.S. あとは、量子力学を使うと、"思考訓練になる"、ということも言えましょうか・・^^;
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。幅広い知識ですね。
とても「一般人」とは思えないです。
いろいろ世の中、知識・教養の広い人が多くて尊敬します。
ただ、もっと具体的に説明していただけると
ありがたいですが。

お礼日時:2001/12/10 23:05

ARCさんが答えておられるように、コンピュータの分野では量子力学の知識無しでは考えられません。


半導体分野、レーザー、ダイオード、蛍光灯、超伝導、原子力発電などは量子力学が基礎となっていますね。
実は通信の分野でも量子力学の知識が応用されているそうです。
テレビ、ラジオなんかも量子力学の知識が使われているのかな。
音楽の音楽テープなどの磁気テープ、DVD、CD、MD、デジカメのメモリカード・・・
キリが無いです。
今私が思いついただけでもこれだけあります。
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この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます。 いろいと応用が広いですね。
でもあまりにも広すぎて
具体的にどういうふうに生かされるのか知りたいですが。

お礼日時:2001/12/10 23:00

パソコンのCPUやメモリや、HDDなどには、量子力学の恩恵が多分に含まれています。


ミクロの単位で電子や磁気を扱おうとすると、どうしても量子力学が必要になります。

あと、CDプレイヤなどに使われている半導体レーザなんかもそうですよね。
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この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます。
具体的にどういうふうに生かされるのか知りたいですが。

お礼日時:2001/12/10 22:58

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演習書も、この分野だけは「詳解量子力学演習」と「大学演習 量子力学」の両方を買ったぐらいですから・・・
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それを基礎にしてもいいと思いますが、その上で個人的なお勧めを書いてみます。

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物性理論の研究室に在籍している学部4年生です。大学院は旧帝大の物性理論研に進学します。
大学院での勉強を先取りしようと場の量子論の勉強をはじめようと考えています。

もちろん、学部4年までに学ぶ統計力学・量子力学は身に付けています。ただ、恥ずかしながら特殊相対論はほとんど学んだことがありません。また、素粒子論には興味がありません。あくまで物性物理学を学ぶために必要な場の量子論を勉強したいです。

1.(物性物理のための)場の量子論を学ぶにはまず、特殊相対論を学ぶ必要があるのでしょうか。場の量子論の教科書を探していると、「相対論的量子力学」と言う言葉を頻繁に目にします。相対論的量子力学と場の量子論は別物だと考えてもよいですか。あるいは相対論的量子力学を先に学ばなければ場の量子論は修得不可能ですか。

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夏までは経路積分を学びました。また卒業研究に当たってファインマンの統計力学で第二量子化法は身に付けています。ただ、(古典)場のラグランジアンや流体力学、弾性体などは学習していません。

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場の量子論は、「量子力学」と「特殊相対論」の両方が必要な、素
粒子物理や物性物理の分野ですので、基本的にこれらを学んでること
がベースです。

教科書は、担当教授に聞くか、米国の有名教授の本~翻訳されてるの
も含めて~で、ハーバードなどで教科書で採用されてるのが良いです。

英語のも含めたら、色々とありそうです。

問題は、教授が読んでも意味不明の本が少なくないことです・・。
実は、専門外~3~5章が専門で、他の章が専門外なのに、格好つけ
て全章を自分で書いていて、実は、他の章が色んな本の継ぎ接ぎなた
めに、文脈が可笑しい著名な本(物理化学)もありますので、複数購
入して、比較しながら、分かりやすい方をその都度に選択するのも、
便利です。

教科書は夫々で、数式がメインだったり、図解や文章の説明が丁寧で
数式が端折っていたりと、どっちが良いのか、相性があると思います
ので、何冊か用意した方が良い様に思います。

先ずは、教授に相談するとか、本屋ではしがきを読んで、ハーバード
やMITなどの、世界の教科書の定番になってるとかを基準に選択し
てはいかがでしょうか。

私はその昔、物理が好きだったのですが、徹夜での計算(現在はPC
が自動でやりますが)が嫌で化学に進むも、授業で物理も物理化学も
やってたのに加え、自分で理論物理も学んでいました。

そのお陰で、化学では当時、パイ電子の共鳴以外に吸収スペクトルの
ピークが3つに分裂する~金属錯体のシグマとパイ軌道間の特殊な共鳴~のを誰も説明できませんでしたが、偶然に書庫で手にした黄ばん
だ古い無機物理化学の米学会誌にコンピュータでの解析結果が見つけ
ました。このピーク出現が出ると、その研究の全てがお蔵入りしてた
のですが、解決できたことがあります。
お陰で、その後、凡そ一年間で、3回ほど学会発表できました。
見つけたのは大学4年の5月のことでしたが、2~3年次に大学院の
教科書や理論物理なども学んでいたお陰でした。

裾野は広いほど何かと役立ちますので、時間の空いたときに、関連分
野の専門書に目を通しておくと良いと思います。

私は化学でしたが、物理は楽しいので、頑張ってください。

場の量子論は、「量子力学」と「特殊相対論」の両方が必要な、素
粒子物理や物性物理の分野ですので、基本的にこれらを学んでること
がベースです。

教科書は、担当教授に聞くか、米国の有名教授の本~翻訳されてるの
も含めて~で、ハーバードなどで教科書で採用されてるのが良いです。

英語のも含めたら、色々とありそうです。

問題は、教授が読んでも意味不明の本が少なくないことです・・。
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