kvantifüüsikas

Kvantifüüsika on füüsika haru, mis uurib ainet ja energiat kõige väiksemal skaalal, aatomite ja subatomaarsete osakeste tasemel. See erineb klassikalisest füüsikast, mis kirjeldab makroskoopilist maailma, mitmete põhimõtteliste kontseptsioonide poolest. Üks kesksemaid ideid on kvantiseerimine, mis tähendab, et teatud füüsikalised omadused, nagu energia või impulsimoment, ei saa muutuda suvaliselt, vaid ainult diskreetsete, "kvantiseeritud" väärtustena.

Teine oluline kvantifüüsika tunnusjoon on lainefunktsiooni kontseptsioon. Osakesi, nagu elektronid või footonid, ei saa alati kirjeldada täpselt kindlaksmääratud asukohaga ja trajektooriga. Selle asemel on nende olekut esindatud lainefunktsiooniga, mis kirjeldab tõenäosust leida osake teatud kohas või omada teatud impulssi. See viib otseselt tõenäosusliku maailmavaateni, kus tulemusi ei saa alati ette ennustada deterministlikult, vaid ainult teatud tõenäosusega.

Pauli keeld, mille kohaselt kaks identset fermioni (näiteks elektrone) ei saa kvantiseeritud olekusse paigutada, on samuti fundamentaalne. See selgitab aatomite elektronkestade struktuuri ja elementide keemilisi omadusi. Lisaks on olemas superpositsioon, kus osake võib eksisteerida mitmes olekus korraga, kuni seda mõõdetakse. Entanglement, kus kaks või enam osakest seotakse omavahel nii, et nende olekud on korrelatsioonis olenemata nende vahelisest kaugusest, on veel üks hämmastav kvantfenomen. Need kontseptsioonid on moodustanud aluse paljudele kaasaegsetele tehnoloogiatele, sealhulgas laseritele, transistoritele ja magnetresonantsimagingule.