1
Dari Miniaturisasi Chip hingga Inti Atom: Kekuatan Kuantum dalam Dunia Makro
PHYS1003S-PEP-CNLesson 5
00:00

Selamat datang di persimpangan paling menarik dalam fisika:Fisika Inti. Di awal bab ini, kita harus menghilangkan prasangka bahwa mekanika kuantum hanya teori di menara gading. Faktanya, ponsel pintar yang Anda pegang pada dasarnya adalah 'aplikasi mekanika kuantum di saku Anda'.

ฮป = h / pSkala (m)Inti atom (10โปยนโต)Penghalang chip 3nmFluktuasi mikroskopis signifikan (ฮป โ‰ˆ skala)Fluktuasi makroskopis lenyap (ฮป โ‰ช skala)

1. Tembok 'Kuantum' dalam Miniaturisasi Chip

Ketika hukum Moore mendorong chip masuk ke node 3nm, elektron tidak lagi bergerak seperti bola kecil dalam kabel. Menurut hipotesis de Broglie, elektron menunjukkansifat gelombang. Jika desainer chip tidak mempertimbangkan distribusi probabilitas fungsi gelombang, elektron akan menembus lapisan isolator melalui efek 'tunnel kuantum', menyebabkan chip rusak.

2. Titik balik sejarah: Konferensi Solvay 1927

Para tokoh besar fisika seperti Einstein dan Bohr berselisih tentang esensi mekanika kuantum dalam Konferensi Solvay ke-5, yang tidak hanya menegaskan interpretasi Copenhagen, tetapi juga menjadi dasar teoretis bagi pemahaman kita terhadap fisika padat dan eksplorasi lebih jauh ke dalam inti atom. Sejak saat itu, manusia mulai menguasai kendali atas hukum mikroskopis materi.

3. Observasi Gelombang Materi de Broglie dalam Skala Makro

Rumus ฮป = h / mv menunjukkan bahwa segala sesuatu memiliki sifat gelombang. Nilai sangat kecil konstanta Planck $h$ ($6.63 \times 10^{-34} J \cdot s$) adalah akar dari kesulitan mengamati sifat gelombang pada benda makro. Bagi seseorang yang sedang berlari, massa $m$-nya sangat besar, sehingga panjang gelombang $\lambda$ bahkan lebih kecil dari diameter proton, membuat metode eksperimen saat ini sama sekali tidak bisa menangkap fenomena interferensinya.