Kwantummechanische

Kwantummechanische verschijnselen verwijzen naar de eigenschappen van systemen die worden beschreven door de kwantummechanica, een theorie die zich richt op materie en straling op atomaire en subatomaire schaal. In tegenstelling tot de klassieke natuurkunde toont kwantummechanica onder meer golfachtige eigenschappen van deeltjes, kwantisatie van energie en probabilistische uitkomsten bij meting.

Een centraal concept is de golffunctie, een wiskundige beschrijving van de toestand van een systeem waarvan de waarschijnlijkheidsamplitudes de meetresultaten bepalen. De tijdontwikkeling volgt doorgaans de Schrödinger-vergelijking. Observables worden voorgesteld door wiskundige operators; de uitkomst van een meting is intrinsiek probabilistisch en de golffunctie kan collapseren naar een specifieke toestand.

Belangrijke kenmerken zijn onder meer superpositie en interferentie van toestanden, het onzekerheidsprincipe van Heisenberg en verstrengeling tussen delen van een systeem. Verstrengelde toestanden vertonen correlaties die niet lokaal volledig verklaard kunnen worden zonder rekening te houden met het hele systeem. Interpretaties van de kwantummechanica variëren, maar alle gangbare formuleringen leveren dezelfde voorspellingen voor experimentele resultaten.

Historisch heeft de ontwikkeling van de kwantummechanica geleid tot een fundamenteel begrip van natuurprocessen en tot praktische toepassingen. Voorbeelden zijn het beschrijven van chemische bindingen en reacties, de werking van halfgeleiders en lasers. In de moderne wetenschap en techniek spelen kwantumtoepassingen zoals quantumcomputing, kwantumcryptografie en kwantumsensors een steeds grotere rol.