Kvanttisuuden

Kvanttisuuden käsite viittaa ilmiöihin, joita esiintyy mikroskooppisissa järjestelmissä ja joita ei voi täysin selittää klassisen fysiikan avulla. Se liittyy energian kvantisointiin sekä tilojen aalto- ja hiukkasluonteen yhteisvaikutukseen.

Keskeisiä piirteitä ovat superpositio, jossa järjestelmä voi olla useassa tilassa samanaikaisesti; entanglement (toisiinsa kytkeytyneet tilat), jolloin osasysteemien tilat riippuvat toisistaan riippumatta etäisyydestä; sekä epävarmuusperiaate, joka rajoittaa joidenkin ominaisuuksien tarkkaa samanaikaista mittaamista. Koherenssi mahdollistaa interferenssin, mikä osoittaa kvanttisista tiloista kumpuavaa aalto-ominaisuutta.

Teoreettiset kehykset jakavat kvanttisuuteen liittyvät tulkinnat, kuten Copenhagan-tulkinnan, monimaailmantulkinnan ja dekoherenssiteoriat. Näiden avulla selitetään, miten mittaus ja ympäristön vuorovaikutus muokkaavat tiloja sekä miten klassinen maailma näyttäytyy suurissa järjestelmissä.

Kokeellisesti kvanttisuutta on todistettu monin tavoin: interferenssi- ja koherenssikokeissa sekä entanglementin ja ei-lokaliteetin ilmiöissä. Bell-kokeet ovat antaneet näyttöä paikallisen realismin vastaisuudesta. Kvanttisuus on aiheen tutkimuksen ja teknologian kannalta keskeinen, ja sen sovelluksia kehitetään muun muassa kvanttitietokoneiden, kvanttikryptografian (esim. BB84-protokolla) sekä erittäin tarkkojen kvanttisensoreiden ja metrologian alalla.