Kvantisointiasteikon

Kvantisointiasteikko, joka tunnetaan myös kvanttiasteikkona tai kvanttitasona, on käsite, joka esiintyy kvanttifysiikassa ja kvanttiteoriassa. Se viittaa siihen, että tietyt fysikaaliset ominaisuudet, kuten energia, liikemäärä tai pyörimismäärä, eivät voi ottaa mitä tahansa arvoja, vaan ne esiintyvät vain diskreetteinä, erillisinä "paketteina" tai "kvantteina". Tämä on vastakohta klassiselle fysiikalle, jossa näitä suureita voidaan pitää jatkuvina.

Idean kvantittumisesta toi alun perin Max Planck selittäessään mustan kappaleen säteilyä. Hän ehdotti, että energia säteilee ja absorboituu pieninä, erillisinä yksikköinä, joiden suuruus on verrannollinen säteilyn taajuuteen. Myöhemmin Albert Einstein laajensi tätä käsitettä selittämällä valosähköistä ilmiötä ehdottamalla, että valo itse koostuu energiakvanteista, joita kutsutaan fotoneiksi.

Kvantisointiasteikko on siis kuvaus siitä, mitkä ovat sallitut arvot jollekin fysikaaliselle suureelle järjestelmässä. Nämä sallitut arvot muodostavat sarjan, jossa on tasavälisiä portaita, ja kvantti on näiden portaiden välinen pienin mahdollinen ero. Esimerkiksi atomin elektronien energiatasot ovat kvantittuneita; elektronit voivat olla vain tietyillä energiatasoilla, eivätkä niiden välillä. Tämä kvantittuminen on perustavanlaatuinen piirre kvanttimaailmassa ja selittää monia ilmiöitä, kuten atomien stabiilisuuden ja spektrilinjojen olemassaolon. Kvantisointiasteikon luonne ja sen mittakaava riippuvat tarkasteltavasta kvanttijärjestelmästä ja sen ominaisuuksista.