Kvantumtillståndet

Kvantumtillståndet beskriver det fullständiga tillståndet för ett kvantmekaniskt system. I klassisk mekanik kan man ange ett objekts position och rörelsemängd för att fullständigt beskriva dess tillstånd. I kvantmekaniken är detta inte möjligt på grund av osäkerhetsprincipen. Istället representeras ett kvanttillstånd av en vågfunktion, ofta betecknad med den grekiska bokstaven psi (ψ).

Vågfunktionen innehåller all information som kan vara känd om kvantsystemet. Den är ett komplextvärdesfunktion som beror på systemets spatiala koordinater och tid. Kvadraten på absolutbeloppet av vågfunktionen, |ψ|², ger sannolikhetsdensiteten för att hitta systemet i ett visst tillstånd eller på en viss plats vid en given tidpunkt. Detta innebär att kvantmekaniken är probabilistisk till sin natur.

Ett kvanttillstånd kan vara en superposition av flera andra tillstånd. Detta betyder att systemet kan existera i flera tillstånd samtidigt tills en mätning görs. Vid mätningen kollapsar vågfunktionen till ett av de möjliga tillstånden, och systemet antas då befinna sig i det tillståndet. Kvanttillståndet kan förändras över tid enligt Schrödingerekvationen, som beskriver hur vågfunktionen utvecklas. Att förstå och beskriva kvanttillstånd är fundamentalt för att förutsäga och förklara beteendet hos atomer, molekyler och subatomära partiklar.