Kvantifüüsika

Kvantifüüsika, tuntud ka kui kvantmehaanika, on füüsika põhiteooria, mis kirjeldab looduse toimimist kõige väiksemal, aatomite ja subatomiliste osakeste tasemel. See erineb klassikalisest füüsikast, mis kirjeldab makroskoopiliste objektide käitumist, mitmes olulises aspektis. Kvantifüüsika tutvustab ideid nagu kvantiseerimine, kus teatud füüsikalised suurused, nagu energia või impulsimoment, võivad esineda ainult diskreetsete väärtustena, mitte pideva skaalana.

Teine keskne mõiste on osakeste dualism, mis tähendab, et subatomilised osakesed, nagu elektronid ja footonid, võivad käituda nii osakeste kui ka lainetena. See dualism on kvantifüüsika üks kõige vastuvõetamata ja uuritumaid aspekte. Kvantifüüsika abil selgitatakse ka selliseid nähtusi nagu kvanttunnel, kus osake võib läbida potentsiaaltõkke, mille ületamiseks sellel klassikaliselt ei piisaks energiat, ja superpositsioon, kus osake võib eksisteerida mitmes olekus samaaegselt, kuni seda mõõdetakse.

Põhimõtteline ebakindlus, mida väljendab Heisenbergi määramatusseos, on kvantifüüsika veel üks fundamentaalne omadus. See seos ütleb, et teatud füüsikaliste suuruste paaride, nagu osakese positsiooni ja impulsi, täpsust ei saa samaaegselt teada. Kvantifüüsikal on olnud tohutu mõju tehnoloogiale, andes aluse transistoritele, laseritele ja aatomitehnikale. Selle uurimine jätkub aktiivselt, uurides kvantinformatsiooni, kvantkosmoloogiat ja kvantgravitatsiooni.