Kvantifioituminen

Kvantifioituminen on käsite kvanttimekaniikassa, joka kuvaa, kuinka tiettyjen fysikaalisten ominaisuuksien, kuten energian tai liikemäärän, arvot eivät voi vaihdella jatkuvasti, vaan ne esiintyvät diskreetteinä, erillisinä paketteina tai "kvantteina". Tämä tarkoittaa, että systeemi voi ottaa vain tiettyjä sallittuja arvoja, eikä mitään arvoja niiden välillä.

Tämä ilmiö eroaa klassisen fysiikan kuvauksesta, jossa vastaavat ominaisuudet voivat periaatteessa saada minkä tahansa arvon tietyllä välillä. Kvantifioitumisen perusajatus esiteltiin Max Planckin työssä mustan kappaleen säteilyn selittämiseksi vuonna 1900. Myöhemmin Niels Bohr laajensi tätä atomien rakenteen selittämiseen, ehdottaen, että elektronit voivat kiertää ydintä vain tietyillä energiatasoilla.

Kvantifioituminen on keskeinen piirre, joka erottaa kvanttimekaniikan klassisesta fysiikasta. Se selittää monia ilmiöitä, kuten atomien stabiilisuuden, valon diskreetin spektrin ja materiaalien sähköiset ominaisuudet. Esimerkiksi atomin elektroneilla voi olla vain tiettyjä energiatiloja, ja siirtyessään tilasta toiseen ne absorboivat tai emittoivat fotoneja, joiden energia vastaa tilojen energiarvon erotusta. Ilman kvantifioitumista atomit romahtaisivat klassisen fysiikan ennusteiden mukaan. Tämä periaate on myös pohjana kvanttilaskennan ja muiden uusien teknologioiden kehitykselle.