Kvanttimefysiikan

Kvanttimefysiikka on teoreettinen fysiikan ala, joka tutkii luonnon toimintaa atomaarisella ja subatomisella tasolla. Se eroaa klassisesta fysiikasta, joka kuvaa makroskooppisten kappaleiden liikettä, sillä kvanttimefysiikka perustuu kvantittumisen käsitteeseen, jossa energia ja muut fysikaaliset ominaisuudet esiintyvät diskreetteinä paketteina eli kvantteina. Tämä tarkoittaa, että tietyt suureet eivät voi saada mitä tahansa arvoa, vaan vain tiettyjä sallittuja arvoja.

Keskeisiä kvanttimefysiikan ilmiöitä ovat aalto-hiukkasdualismi, jossa hiukkaset voivat käyttäytyä sekä aaltoina että hiukkasina, ja kvanttisidonnaisuus (entanglement), jossa kahden tai useamman hiukkasen tilat kytkeytyvät toisiinsa riippumatta niiden välisestä etäisyydestä. Epätarkkuusperiaate, jonka mukaan tiettyjä hiukkasen ominaisuuksia, kuten paikkaa ja liikemäärää, ei voida mitata samanaikaisesti mielivaltaisella tarkkuudella, on myös kvanttimefysiikan peruskivi.

Kvanttimefysiikan matemaattinen kehys perustuu Schrödingerin yhtälöön ja aaltofunktioihin, jotka kuvaavat järjestelmän tilaa. Aaltofunktion neliö kertoo todennäköisyyden löytää hiukkanen tietystä paikasta. Kvanttimefysiikan sovelluksia löytyy laajalti nykyaikaisesta teknologiasta, kuten transistoreista, lasereista, ydinvoimasta ja magneettikuvauslaitteista. Se on perustavanlaatuinen teoria, joka on muuttanut syvästi käsitystämme maailmankaikkeudesta.