Kvantvågor

Kvantvågor är ett begrepp som beskriver vågliknande egenskaper hos mikroskopiska system i kvantmekanik. Termen används ofta informellt för att hänvisa till vågfunktionen (ψ), en komplex amplitude vars kvadrerade absolutvärde ger sannolikhetsfördelningen för mätbara storheter, såsom partikelns position. Kvantvågornas beteende bestäms i icke-relativistiska fall av Schrödinger-ekvationen; för relativistiska partiklar används generaliseringar som Klein–Gordon- eller Dirac-ekvationerna.

Fenomen som interferens och diffraktion, som i dubbelspaltsexperimentet, visar kvantvågornas verkliga betydelse: enskilda partiklar uppvisar mönster som bäst förklaras genom överlagring av amplituder (superposition). Begreppet våg-partikel-dualitet fångar att samma objekt i vissa experiment uppträder partikelliknande och i andra våglikt. Tolkningen av vågfunktionen och vad som sker vid mätning är föremål för olika filosofiska tolkningar, däribland Köpenhamnstolkningen och många världar.

I modern teori ersätts ibland den klassiska vågfunktionen av kvantfält, där partiklar ses som kvanta av underliggande fält och vågfenomen motsvaras av fältexitationers koherenta tillstånd. Kvantvågor ligger bakom många tekniska och naturliga effekter, såsom kvanttunnelering, elektroniska egenskaper i fasta ämnen och fenomen i kvantinformation och kvantoptik.