Как связаны лазерная коррекция зрения и квантовая физика? 👓⚛️

Для начала, терминология. Если просто, квант — это минимальная единица, на которую может измениться значение физической величины. В рамках этой теории поведение всех физических систем описывается с точки зрения взаимодействия этих квантов.

🔵 Предыстория квантовых наук. В начале ХХ века было открыто явление «абсолютно черного тела» — это физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах. В 1900 г. немецкий физик Макс Планк ломал голову над задачей: как описать излучение «абсолютно черного тела» в классической физике? Решение никак не находилось, и учёный решил сделать допущение — предположил, что нагретые тела излучают энергию не непрерывно, а дискретно, то есть порциями. Так появилось предположение о квантах энергии. Далее эти исследования продолжил Альберт Эйнштейн — но об этом поговорим в другой раз :)

💡В середине ХХ века произошла первая квантовая революция. Советские учёные Николай Басов и Александр Прохоров, опираясь на исследования Эйнштейна, разработали первый микроволновый генератор — мазер (microwave amplification by stimulated emission of radiation, или «усиление микроволн с помощью вынужденного излучения»). Мазер стал первым устройством, работающим на принципах квантовой физики.

В это же время американский физик Чарльз Таунс проводил аналогичные эксперименты, но не с микроволнами, а со светом. В ходе своих исследований он открыл лазер (light amplification by stimulated emission of radiation, или «усиление света посредством вынужденного излучения»). То есть по сути лазер — это направленный свет, который укладывается в одной фазе и одной частоте. Сегодня лазер используется во многих сферах: в хирургии и косметологии, для передачи данных по оптоволокну, для резки и сварки на производствах, в научных исследованиях.

Мы с вами живём в эпоху второй квантовой революции. Она связана с появлением квантового компьютера. 👾Его мощность и скорость обработки данных помогут решать сложные задачи криптографии, моделировать молекулярные системы для разработки новых материалов и лекарств, улучшать производительность алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта, моделировать финансовые рынки и оптимизировать инвестиционные портфели.

Но до сих пор учёные считают, что законы квантовой физики не изучены до конца. Так что, кто знает, может нас ждёт третья квантовая революция? Что она принесёт миру? Пишите свои версии в комментариях! А также слушайте подкаст БУМ науки и смотрите выпуск про квантовые технологии на нашем YouTube-канале.