Kvantebevegelser

Kvantebevegelser refererer til bevegelsene til fysiske systemer som beskrives av kvantemekanikk. I motsetning til klassisk mekanikk har partikler som elektroner og atomkjerner ikke definerte baner; posisjon og momentum er usikre og beskrives av en bølgefunksjon. Denne bølgefunksjonen utvikler seg i tid gjennom Schrödingers ligning, og målingen gir sannsynligheter for utfallet. Bevegelsene til mange partikler følger ofte kvantiserte tilstander eller normalmodi, særlig i molekyler og faste stoffer.

Kvantebevegelser har flere kjennetegn og anvendelser. I bunntilstanden har systemer nulpunktbevegelse som ikke forsvinner helt ved lav temperatur. Vibrasjoner i molekyler og i krystaller er kvantisert og beskrives som phononer, kvante av kollektive lattice-vibrasjoner. Partikler kan også gjennomgå kvantetunneling, slik at bevegelse gjennom energi-barrierer blir mulig selv når klassisk energi ikke er tilstrekkelig. Superposisjon og interferens gjør at bevegelsesmønstre ikke alltid kan reduseres til en enkelt bane, noe som er sentralt i felt som kvanteoptikk, kjemiske reaksjoner og studier av materialer ved hjelp av avanserte teknikker som spektroskopi og ultrakorte tidsmålinger. I bredere forstand beskriver kvantebevegelser dynamikken til mikroskopiske systemer og deres evolusjon hos temperaturer, felt og samspill som ikke har noen klassisk analogi.