Kvantmechanika

Kvantmechanika on füüsika haru, mis kirjeldab mikroskoopilise maailma nähtusi, kus klassikalised mõisted ei kehti. See selgitab, kuidas aatomid, elektronid ja fotonid käituvad ning miks materjalide omadused tulenevad nende kvantomadustest.

Olulised printsiibid hõlmavad lainete ja osakeste dualismi, superpositsiooni ja kvantiseeritust ning tõenäosuslikku kirjeldust. Olek võib olla samaaegselt mitmes olekus ning täpse tulemuse ilmumine toimub alles mõõtmise ajal. Heisenbergi ebakindluse printsiip piirab samaaegselt teadaolevate suuruste täpsust.

Matemaatiline raamistik kasutab Hilbert'i ruumi. Oleku kirjeldamiseks kasutatakse kvantolekut; observablesena Hermitiansed operaatorid, mille eigenväärtused esitavad mõõdetavaid suurusi. Aja arengut kirjeldab Schrödingeri võrrand; mõõtmised lisavad kollapsi mõiste, mis muudab süsteemi kirjeldust.

Erinevad tõlgendused: Copenhagen'i koolkond on laialdasem, kuid on ka Many-Worlds-i ja decoherence'i vaated, mis püüavad seletada makroskoopilise klassikalise reaalsuse tekkimist.

Ajalugu: 20. sajandi alguses panid Planck, Einstein, Bohr, Schrödinger, Heisenberg ja Dirac aluse kvantmehaanikale, mida kinnitasid paljud eksperimentaalsed tõendid.

Rakendused: transistorid, lasersüsteemid, kvantarvutid ja kvantkryptograafia, magnetresonantsuuringud (MRI) ja NMR ning paljud sensor- ja kommunikatsiooniseadmed.