Mungo neheztelni fog, amiért etetlek... :-)

 

Nem érdemes az 1-2-3-at pontosítani, úgysem érted.

A következtetés az, ami nem pontosításra, szorul, hanem úgy rossz, ahogy van.

Természetesen nem hullámfüggvénnyel gyártunk, arra szerszámgépek, mindenféle berendezések valók. A tervezés az, ahol a kvantummechanikával számolni kell. Mivel fogalmad sincs a félvezető iparról, elsőnek inkább olyan példát hozok fel, amit jobban megérthetsz, a gépipar területéről.

 

Vegyünk egy egyszerű fogaskereket. Ilyet már a középkorban is használtak, pl. vízimalmok hajtásláncában. Működtek, de nagyon mesze voltak attól, amit ma elvárunk egy fogaskerék pártól. 

Ma azt akarjuk, hogy

- a nyomaték átadás legyen minél egyenletesebb

- folyamatosan gördüljenek egymáson a fogak

- ne legyenek ugrásszerű változások, mikor a nyomaték átadás egyik fogpárról áthelyeződik egy következőre

 

Ha nem így tennénk, akkor a fogaskerék nem simán járna, akadozna, zörögne, szétvernék egymást a fogak.

Na most, egyáltalán nem nyilvánvaló, hogy ehhez milyen alakú fogak kellenek. Ravasz matematikai módszerrel lehet meghatározni. Elsőnek Euler (egyike a legnagyobb matematikusoknak) számolt ki ilyet. Akkor még nem ment át az ismeret az iparba, mert nem volt olyan közvetlen a tudomány és az ipar kapcsolata, mint manapság. A mérnökök nem tanulmányozták Euler munkáit. Jóval később egy matematikai érzékkel megáldott mérnök feltalálta ugyanazt.

 

Na most, nem matematikával gyártunk fogaskereket, hanem szerszámgépekkel. De ahhoz, hogy amit legyártunk, az jó is legyen, nagyon is kell a matematika. Meg kell tervezni, milyen legyen az a fogaskerék.

 

Hogy ne mondd, hogy a félvezetőipar területéről nem mondok példát, legyen mondjuk a flash memória. Ez az, ami a telefonodban a nem felejtő memória, ez tárolja a telefonszámaidat, sms-eidet, fényképeidet, zenéidet, sok milliárd bitet.

 

Nos, ez egy olyan eszköz, aminek az alapelve is egy kvantummechanikai jelenségen alapul, úgy nevezik, alagút effektus. A bitek tárolása egy-egy FET lebegő gate elektródájában történik. Ez egy teljesen szigetelt kis darab vezető, melyben az elektronok csapdába esnek, nem tudnak távozni, mivel szigetelővel vannak elválasztva az áramkör többi részéről. A klasszikus fizika szerint így jártak, ami ott van az ott is marad, szigetelt elektróda, kész.

 

Na most, van egy olyan kvantummechanikai jelenség, amit alagúthatásnak neveznek. Ez azt jelenti, hogy az elektron tartózkodási valószínűségét leíró hullámfüggvény kiterjedtebb, mint az a kis vezető darab. Túlterjedhet a vékony szigetelő rétegen, és elérhet más vezetőket. Ez pedig azzal a meglepő eredménnyel jár, hogy a szigetelés ellenére elektronok kerülhetnek be a lebegő gate elektródába, vagy távozhatnak onnan. Így tudunk biteket beírni vagy törölni.

 

Kvantummechanika nélkül ez a jelenség érthetetlen. Egy érthetetlen jelenségen alapuló eszközt nem tudnánk megtervezni. Kvantumelmélettel viszont meg lehet érteni, és meg is lehet tervezni. Ez egyáltalán nem triviális feladat, egy csomó paramétert kell összehangolni, hogy ne felejtse el túl gyorsan a bitet, de lehessen írni is, törölni is, olvasni is. 

 

Gyártani tényleg nem hullámfüggvénnyel, hanem precíziós gépekkel gyártják, de a megtervezése nem megy kvantumelmélet nélkül.