Sannsynlighetsbølger

Sannsynlighetsbølger er et grunnleggende begrep i kvantemekanikken som beskriver tilstanden til kvantesystemer ved hjelp av en kompleks bølgefunksjon ψ(x,t). Bølgefunksjonen inneholder ikke en fysisk bølge i et medium, men gir sannsynligheten for utfallene av målinger på systemet. Ifølge Born-regelen gir kvadratet av modul, |ψ(x,t)|^2, sannsynligheten for å finne partikkelen i posisjon x ved tid t. Fordelingen er normaltisert slik at ∫|ψ(x,t)|^2 dx = 1.

Tilstanden utvikler seg i tid i samsvar med Schrödinger-ligningen i form av iħ ∂ψ/∂t = Hψ, der H er Hamiltonianen. Ligningen er lineær og gir enhetlig tidsutvikling, noe som muliggjør superposisjon og interferens mellom komponenter i tilstanden.

Når et måleutfall bestemmes, gir kvantemekanisk formalisme ofte et bestemt resultat og bølgefunksjonen kollapser til en eigenfunksjon av målingsoperatoren. Mellom målinger følger systemet den enhetlige utviklingen. Fenomen som interferens i dobbeltspalteeksperimentet og kvantetunneling illustrerer hvordan sannsynlighetsbølger beskriver fordelingen av måleutfallene, snarere enn bestemte baneveier.

Sannsynlighetsbølger brukes også til å beskrive elektroners fordelinger i atomer og molekyler, samt andre kvanteegenskaper som spin og energinivåer. Begrepet står sentralt i kvanteteorier og tolkninger av hva som ligger bak kvantetilstander.