Kvanttifunktiot

Kvanttifunktiot, suomeksi usein kutsuttuina kvanttimekaniikan aaltofunktioina tai tilavektoreina, ovat matemaattisia objekteja, jotka kuvaavat kvanttijärjestelmän tilaa. Ne sisältävät kaiken mahdollisen tiedon järjestelmästä tietyllä hetkellä. Kvanttifunktion avulla voidaan laskea todennäköisyyksiä sille, että järjestelmästä tehdään erilaisia mittauksia. Erityisesti hiukkasen sijainnin mittauksen todennäköisyys on verrannollinen aaltofunktion neliön itseisarvoon kyseisessä paikassa.

Kvanttifunktiot elävät kompleksisessa vektorivaruudessa, jota kutsutaan Hilbertin avaruudeksi. Ne eivät ole suoraan mitattavissa olevia fysikaalisia suureita, vaan ne ovat abstrakteja matemaattisia työkaluja. Tärkeä ominaisuus kvanttifunktioille on niiden kehitys ajan myötä, jota kuvaa Schrödingerin yhtälö. Tämä yhtälö on kvanttimekaniikan perusyhtälö ja se kertoo, miten kvanttifunktio muuttuu ajan kuluessa ilman ulkoisia mittauksia.

Kvanttifunktioiden käsite on keskeinen kaikessa kvanttimekaniikan teoriassa ja sovelluksissa, kuten atomien, molekyylien ja hiukkasten käyttäytymisen ymmärtämisessä. Se on syvästi erilainen kuin klassisessa fysiikassa käytetyt kuvaavat suureet, jotka usein edustavat suoraan mitattavia ominaisuuksia.