9650942598

Warto zwrócić uwagę, że wymienione wyżej wybrane nagrody Nobla dotyczą badań podstawowych w zakresie fizyki fazy skondensowanej.

A. Einstein w latach 1916-17 sformułował kwantową teorię promieniownia. Umożliwiło to skonstruowanie masera w 1958 roku dla mikrofal (Charles Townes (1915) i Arthur Schawlow (1921)) i lasera w 1962 roku (Teodor Maiman). Wynalazki te przyczyniły się to do rozwoju technik światłowodowych, na których oparta jest globalna telekomunikacja naziemna oraz sieci komputerowe. Lasery są wykorzystywane w odtwarzaczach płyt kompaktowych, w mikrokomputerach do zapisu i odczytu informacji. Znajdują szerokie zastosowanie w medycynie (okulistyka, diagnostyka, chirurgia, endoskopy, laseroterapia, diagnostyka medyczna). W ostatniej dekadzie XX wieku dokonano kolejnych spektakularnych osiągnięć w dziedzinie elektroniki kwantowej. Pierwsza niebieska dioda zaświeciła w 1993 roku. Shuji Nakamura skonstruował niebieski laser w 1995 roku, emitujący falę o długości ~ 420 nm=4,2 • 10^_7m. Stwarza to nowe technologiczne i komercyjne możliwości zastosowań (np. znaczne zwiększenie gęstości zapisu informacji na nośnikach optycznych typu DVD, produkcja kolorowych dysplejów i drukarek laserowych o dużej rozdzielczości).

Postęp w dziedzinie technik opracowanych i używanych w fizyce fazy skondensowanej do badania struktury przestrzennej ciał stałych umożliwił opracowanie metod tomografii komputerowej (stosowanej w medycynie do tworzenia atlasu genów człowieka oraz do obrazowania tkanek i narządów), tomografii pozytonowej (obrazowanie tkanek i narządów za pomocą emisji pozytonów) oraz nieinwazyjnej metody obrazowania tkanek i narządów za pomocą rezonansu magnetycznego (tzw. rezonans magnetyczny), co było możliwe dzięki osiągnięciom fizyków w dziedzinie magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR).

Fizycy mają swój udział w rozwoju telekomunikacji satelitarnej (poprzez uczestnictwo w programach lotów kosmicznych), telefonii komórkowej oraz urządzeń elektronicznych powszechnego użytku. Fizycy pracujący na amerykańskich uniwersytetach byli w latach 70-ych XX wieku pionierami sieci komputerowych, których obecnym wcieleniem jest globalna sieć komputerowa Internet. Idea WWW, dzięki której w Internecie stały się dostępne multimedia, została zaproponowana wprawdzie przez matematyka Toma Bernersa-Lee’go, ale zrealizowano ją po raz pierwszy w 1991 roku w Europejskim Centrum Badań Jądrowych w Zurichu (CERN).

W najbardziej dynamicznie rozwijającym się obecnie w tempie wykładniczym przemyśle produkcji komputerów¹, już dzisiaj widoczne są granice rozwoju technologii opartych na krzemie oraz dostrzega się konieczność opracowania nowych technik i technologii. Dotychczasowe osiągnięcia mechaniki kwantowej stwarzają realne perspektywy konstrukcji nowych komputerów, tzw. komputerów kwantowych, których możliwości przerastają znacznie moce obliczeniowe komputerów klasycznych.

Wspomnieć należy inne znaczące osiągnięcia fizyków, którymi są: wynalezienie radia, telewizji i radaru, zbadanie struktury atomu i rozszczepienie jądra atomowego, odkrycie genu (nośnika informacji genetycznej) i struktury przestrzennej kwasu dezyksorybonukleinowego (DNA). Obecne spektakularne osiągnięcia biologii molekularnej, związane z rozszyfrowywaniem genomu człowieka², są konsekwencją rozwoju fizyki kwantowej.

Jesteśmy przekonani, że w przyszłości fizyka będzie przyczyniała się także do rozwoju nauki i priorytetowych technologii XXI wieku, do których zaliczamy: mikroelektronikę, biotechnologię, inżynierię materiałową i przemysł nowych materiałów, telekomunikację, produkcję samolotów pasażerskich i narzędzi mechanicznych, robotykę i przemysł komputerowy (urządzenia i oprogramowanie).

Przytoczone wyżej wybrane przykłady świadczą o tym, że wiedza fizyczna i metodologia fizyki stanowią podstawę teoretyczną techniki i technologii będących najważniejszymi przejawami rozwoju cywilizycyjnego. Dlatego też fizyka wchodzi do kanonu programu kształcenia w wyższych uczelniach technicznych.

3

1

Matematycznym wyrazem tego są prawa Moore’a i postaci N(tk) = N(0)a^tk, gdzie a > 1, a N(tk) to wartość zmiennej N w chwili czasu tk-

2

W dniu 12 lutego 2001 roku dwie amerykańskie grupy badawcze zakomunikowały o tym, że zidentyfikowały prawie 95% genów człowieka, których liczbę szacuje się na ~ 30 000.