未来已经真真实实不是非常均匀分布威廉·吉布森
工具建筑商,直到最近,我们已经能够使用量子力学。理解和操纵量子设备就像得到一个令人兴奋的新superpower-there很多事情我们现在可以建立是不可能仅仅几年前。
我们遇到几个这样的量子技术在前面的文章。他们中的一些人,比如量子点在电视,已经变得司空见惯;其他人,像光学时钟,存在但仍然非常罕见。
因为这是最后一篇文章本系列,我想不久的将来,量子技术有可能注入我们的日常生活。不需要看所有我们今天要探讨的技术已经存在。他们中的大多数仍少见,孤立的示威者在实验室或技术。其他人则隐藏在普通的场景中,如在当地医院或MRI机器硬盘坐在你的办公桌。在本文中,我们关注的一些技术,我们没有在早期文章中遇到:超导、粒子极化,量子电子学。
我们看看这些量子技术,想象这将是什么样生活在这样一个世界里:量子设备无处不在。意思是技术达人当知道量子力学是一个先决条件理解日常技术?
所以取你的双筒望远镜,让我们看看量子技术未来脊。
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MRI磁体在建的2010年飞利浦医疗生产设施。运动员Fistick通过盖蒂图片社/布隆伯格
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一块磁铁悬浮在superconductor-this让一个大课堂演示!
超导体
在一个正常的导线,您可以附加一个电池和测量电子的速度穿过它(当前的或电子的数目和速度)。需要一些压力(电压),推动电子通过,这样做将发布一些heat-think红光的线圈在一个房间里加热器或吹风机。推动电子通过材料的难度电阻。
但是我们知道电子是波。当你冷静下来所有的原子在一个材料,电子波的大小电流变大。一旦温度足够低,这波纹可以从恼人的微妙的定义特征电子。突然电子波对移动毫不费力地通过材料电阻下降为零。
电子的波状接管的温度取决于晶体的电子,但总是冷,涉及温度的气体如氮气或氦气成为液体。尽管保持事物的挑战这冷,超导是这样一个神奇的和有用的属性,我们使用它。
电磁铁。是最广泛使用的超导电磁铁的MRI(磁共振成像)机器。作为一个孩子,你可能已经做了一个电磁铁,卷线围绕一个钉子和附加电池的电线。磁铁在MRI机器是相似的,它只是一个大线圈的电线。但是当你有~ 1000安培的电流通过电线,使磁铁工作昂贵的。它通常会最终看起来像世界上最大的空间加热器。
所以答案是使用一个特殊的线和液态氦冷却。一旦超导,你可以把它插到电源和提高当前(这需要2 - 3天是一个伟大的插入核磁共振磁体的视频)。然后你把磁铁走开。因为没有抵抗,目前将继续流,只要你保持磁铁冷。当医院安装一个新的核磁共振,磁铁安装时打开,然后不插电,离开了它的一生。
而MRI机器是最明显的例子,超导磁体实际上是相当普遍。任何好的化学实验室或部门将有几个超导磁体在核磁共振(NMR)机器和质谱仪。超导磁体线18公里的大型强子对撞机(lhc)和他们在物理学部门出现在其他方面。当我们有一个小本经营的项目,我们找出了超导磁体从存储巷背后我的实验室和翻新。物理学家由超导磁体制造商寄光滑的目录。
输电线路。下一个明显的应用程序是拉伸超导线,用它来输送电力。有几个示范项目在世界各地使用超导电线。与大多数工业应用程序一样,它只是一个发现问题情况下,超导体的性能值得它的高价格。随着价格下降,长途超导输电线路可能成为至关重要的我们添加更多的可再生的太阳能和风能grid-being能够无损的船舶动力长途甚至可以从当地可再生能源生产的变化。
发电机和马达。如果你有令人难以置信的强大的超导磁体,您想要使用在电动发电机和发动机。冷却一如既往地是一个问题,但更强大的磁铁可以使电动机/发电机明显较小的和更有效的。这是特别诱人的风力涡轮机(减少体重塔),和电动驱动船只和飞机(减轻重量和提高效率)。
66年读者评论
总是让孩子们感兴趣的第一步。简单的包是我对电子产品很感兴趣,最终追求电气工程学位。
我特别认真关注这两个句子,“今天量子力学物理大楼外很少会教”,“如果我们想要一个世界,大多数人都能理解他们周围的技术,我们要找出如何教量子力学更广泛。”The very concrete approach here seems a very worthwhile step, but it doesn't dispel a feeling that it's only in bringing the high theory down to earth that there can be a sea change.
现在,什么都没有改变,但名字,核磁共振,没有人害怕他们。有趣的是一个内涵很丰富的词“核”是什么。
更多的请。
现在,什么都没有改变,但名字,核磁共振,没有人害怕他们。有趣的是一个内涵很丰富的词“核”是什么。
早在70年代末,作为一个研究生,我是第一批生物学家坚持生物(在我的例子中,盐水虾)成核磁共振和真正学到一些有用的东西。我曾在半夜因为这当化学部门负责使用他们的座超级高的核磁共振的最优惠利率。一午夜我独自住在控制台,坐在附近的磁铁,否则空和沉默的核磁共振室,当一个年轻女人走过去打开房间的门,把她的头。她的眼睛是野生和愤怒,因为她向我吼道“你人,核磁共振要毁灭世界! ! !”
我很高兴报告,事实证明,把盐水虾的NMR实际上并没有毁灭世界。
最后一次编辑LesDawg在2021年太阳2月21日10
现在,什么都没有改变,但名字,核磁共振,没有人害怕他们。有趣的是一个内涵很丰富的词“核”是什么。
早在70年代末,作为一个研究生,我是第一批生物学家坚持生物(在我的例子中,盐水虾)成核磁共振和真正学到一些有用的东西。我曾在半夜因为这当化学部门负责使用他们的座超级高的核磁共振的最优惠利率。一个午夜我在控制台,坐在附近的磁铁,当一些年轻的女人走过打开房间的门,把她的头。我抬头一看,被她疯狂,愤怒的眼睛,她向我吼道“你人,你的核磁共振是要毁灭世界! ! !”
我很高兴报告,事实证明,把盐水虾的NMR实际上并没有毁灭世界。
也许她意味着你要摧毁牛顿的世界?
也喜欢这句话!
未来已经真真实实是不很均匀分布
既非吉布森
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我很高兴报告,事实证明,把盐水虾的NMR实际上并没有毁灭世界。
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早在70年代末,作为一个研究生,我是第一批生物学家坚持生物(在我的例子中,盐水虾)成核磁共振和真正学到一些有用的东西。我曾在半夜因为这当化学部门负责使用他们的座超级高的核磁共振的最优惠利率。一午夜我独自住在控制台,坐在附近的磁铁,否则空和沉默的核磁共振室,当一个年轻女人走过去打开房间的门,把她的头。她的眼睛是野生和愤怒,因为她向我吼道“你人,核磁共振要毁灭世界! ! !”
我很高兴报告,事实证明,把盐水虾的NMR实际上并没有毁灭世界。
如果任何安慰,在70年代早期,当我还是一个化学研究生,获得60 mHz光谱瓦里安,整个停车场在生物化学领域,世界上第一个270 mHz supercon被安装。我们都敬畏的机器的潜力,但它涉及很多未知数如何高质量的磁场。然后有一天小道消息出来,这个词的磁铁被激励,和光谱,与1赫兹决议,我们立即知道这是未来。得到一个赫兹的瓦里安(22%的低分辨率,因为字段)需要时间,耐心,咒语,偶尔牺牲多余的研究生。
这是一个伟大的系列。谢谢你教授莫拉莱斯。
没有数学一直是优秀的,我想知道如果有一些数学的版本对我们中的那些去年严重的数学在研究生10 +年前。
我很高兴报告,事实证明,把盐水虾的NMR实际上并没有毁灭世界。
根据量子哲学信仰,每个测量破坏宇宙或创建一个新的。
没有数学一直是优秀的,我想知道如果有一些数学的版本对我们中的那些去年严重的数学在研究生10 +年前。
不认为我们可以,可悲!我很确定我们对接对数学很困难。
我想如果有一个重做,但数学;不幸的是,这是一个领域的许多我的教育不充分的和兔子洞太深。
一般来说,我可以找到一个“钩”到一个知识领域,我的理解是不够的,但我知道足以知道我不知道,所以有一个一般的路线图。喜欢,我问一个朋友有一次“为什么我的电子邮件地址不能jon@orwell,没有TLD。”Figured out why with a dive into TCPIP and learned enough about the underpinnings that the internet isn't magic any longer
量子物理学的数学是非常远高于我的技能水平(数学),似乎无论我的兔子洞,我面对一个大洞的缺失的知识,所以远离我的日常经验和现有的技术水平,这是不可逾越的。
量子物理学不妨是魔法,换句话说。数学太神秘了。
编辑:这真的不是一个问题在宇宙意义上;我的生活不会改变太多,如果我能做数学。我刚又试了一次,有四个链接深入数学我不明白,不要让“怎么走”。
最后一次编辑orwelldesign2021年2月太阳21日46
同意了,在努力奋斗的过程
量子危机
令人惊叹的有多少已经改变了。在药物化学~ 10年前,当我想要的500 mhz nmr打样品,我只是把他们的机器,让自动化工作。
快速的问题:MRI如何修改?没有任何改变的超导线圈,大概。
梯度线圈,基本上是传统的电磁铁,产生所需的磁场梯度。我不知道有任何这些超导,但我可能是过时的信息。
http://mriquestions.com/gradient-coils.html
编辑添加链接似乎证实我的猜想。
快速的问题:MRI如何修改?没有任何改变的超导线圈,大概。
大型超导磁体提供了主要的领域。
然后是(通常)三套小得多的“梯度”线圈,由铜在正常温度下,沿着X, Y和Z轴。你改变当前,这不是一个常数字段“B_0”沿z轴,您可能有一个字段B = B_0 + * z,“a”描述了z添加的梯度线圈,和现在的场强变化的函数在z。梯度电流在音频频率的变化,你可以听到他们引起的振动机器的结构。
然后你有几套更小的线圈,调不创建一个静态或慢时变磁场,但是发送和接收射频领域(通常在甚高频乐队)。氢有一个很好的行为的旋磁比42.6 MHz / T,所以一个常见3特斯拉MRI将运行这些线圈在127.8 MHz。发送脉冲激发原子核,然后倾听回声,傅里叶变换。因为你的磁场随位置,你回来也随频率的位置。重复的次数足够多,稍微不同的梯度和你在k-space填充足够的数据做一个傅里叶反变换,得到一个可用的2 d或3 d图像。
音乐的比喻是:发挥复杂的和弦在钢琴上,大量的笔记,一些比其他的声音。可以熟练的音乐家听,找出你的手指在键盘上,每个手指都按有多难?
正如这篇文章所说的,有很多的能量在这些超导电线。如果温度上升,使他们不再是超导吗?被称为淬火磁铁,这是b MRI机器坏。我认为大多数Ars读者会喜欢学习一点关于它。这是一个开始:
https://info.blockimaging.com/what-is-an-mri-quench
正如这篇文章所说的,有很多的能量在这些超导电线。如果温度上升,使他们不再是超导吗?被称为淬火磁铁,这是b MRI机器坏。我认为大多数Ars读者会喜欢学习一点关于它。这是一个开始:
https://info.blockimaging.com/what-is-an-mri-quench
回忆追溯到比我以前的帖子,我在实验室工作的管理者家伙决定在下一个股票分析师抚摸会话,他们将显示分析师(不错)NMR设置。因为高强度的磁场这些房间被限制条目,和一个聪明的小伙子注意到地板没有蜡,也没有我们可以展示我们的闪烁光机一个沉闷的地板上。所以起搏器free-janitor的拖把和发光层。访问磁铁被塑料文章限制塑料链。做一个全面的工作,看门人拿起这些职位。不幸的是,文章通常都相当细长的和容易打翻,所以有人在集团有工程把十磅低碳钢光盘在他们的基地。看门人把后捡起来后,比他想的要难得多,然后抓住他的手,磁铁掉在地上,发出了很大的响声,淬火磁铁,这瞬间产生液态氮的间歇泉,可能不再液体,氦。显然,场面相当壮观。我们很幸运,因为在这种情况下线圈绕组通常剥削他们的支持,和一个150美元磁铁(它是很久以前的事了)毁了,只是成本为10 k美元再冷却和激发。至于分析师,地板上擦过,和灯光仍然眨了眨眼睛,虽然目前这台机器是完全非功能性,所以总的来说,旅游是一个巨大的成功。
最后一次编辑Oldmanalex在2021年太阳2月21日下午2:54
我们走了很长的路
我建议:“隐藏的现实”,Brian Greene和“无穷”的开始,大卫Deutsch。
你可能会想尝试理论的最低一系列的课程。他们为成人继续教育学生和开发包含数学。也有书的前3个课程。从斯坦福大学教授,他们都清晰易读。他甚至花时间给一个进修期间所需的数学课程。
IBM已经或没有一个规则,他们出售可以比通过一个标准的门。标准计算机架的设计和建立在这一原则。
其他制造商没有这个规则,我还能回忆起看到起重机使用多次安装电脑和其他重型设备。通常这些建筑安装到加利福尼亚州,和windows,天窗等等转移并不罕见。
至于为什么他们不认为……他们认为;通常是更快和更便宜的使用起重机。
IBM已经或没有一个规则,他们出售可以比通过一个标准的门。标准计算机架的设计和建立在这一原则。
其他制造商没有这个规则,我还能回忆起看到起重机使用多次安装电脑和其他重型设备。通常这些建筑安装到加利福尼亚州,和windows,天窗等等转移并不罕见。
至于为什么他们不认为……他们认为;通常是更快和更便宜的使用起重机。
至少在很多医院,在加州,核磁共振装置是在在停车场外的一个预告片,可能是自定义构建的非磁性材料在相关领域。也许是不同的地方,气候寒冷,或有更少的空间扩大通过添加一个预告片,等如在市中心医院。
https://sites.google.com/a/uw.edu/migue…hing-notes
梯度线圈,基本上是传统的电磁铁,产生所需的磁场梯度。我不知道有任何这些超导,但我可能是过时的信息。
http://mriquestions.com/gradient-coils.html
编辑添加链接似乎证实我的猜想。
也许你能回答为什么MRI机器做出这样奇怪的噪音。为什么会有声响啾啾、音调口音和刘海与测量技术,依靠电磁现象?灯泡,无线电天线,电动马达和微波炉不要做出类似的噪音!
本文的背景有点模糊,但我读它作为想要礼物和量子物理学,电子产品已经很长时间,你需要量子物理学,甚至超导体更长。(你真的需要等更好地理解固体物理学的量子物理学导体,和理解化学生物学的部分,但不是作为一般规则在这些地区。
最后一次编辑可拉尔森,OM2021年2月太阳21日八24点
梯度线圈,基本上是传统的电磁铁,产生所需的磁场梯度。我不知道有任何这些超导,但我可能是过时的信息。
http://mriquestions.com/gradient-coils.html
编辑添加链接似乎证实我的猜想。
也许你能回答为什么MRI机器做出这样奇怪的噪音。为什么会有声响啾啾、音调口音和刘海与测量技术,依靠电磁现象?灯泡,无线电天线,电动马达和微波炉不要做出类似的噪音!
这是机器试图撕裂本身。
梯度磁体和超导磁铁主要推/拉。当改变磁场强度梯度磁体迫使它们之间主要的磁铁变化,导致磁铁和支撑结构的机械应力变化和他们发生时制造噪音。机器的各个部分身体上移动一个小一点点,使噪音。
最后一次编辑Voix des播出2021年2月太阳21日8:29点
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