kvantisoida

Kvantisoida tarkoittaa fysiikassa sitä, että klassinen malli muutetaan kvanttiseksi teoriaksi. Tämä tapahtuu yleisesti siten, että klassiset muuttujat korvataan operatorien avulla ja niiden kommutaatiosäännöt sekä Planckin vakio otetaan käyttöön. Tuloksena on todennäköisyyspohjainen mittaustulos, diskreettejä energiatiloja ja epävarmuusperiaate, jotka poikkeavat klassisesta deterministisyydestä.

Kanoninen kvantisaatio on yleinen lähestymistapa. Siinä muuttujat q_i ja p_i korvataan operatorisiksi, joiden commutatorit ovat [q_i, p_j] = iħ δ_ij. Tilat rakennetaan Hilbertin tiloihin ja liike toteutetaan Schrödingerin yhtälön tai Heisenbergin kuvauksen kautta. Esimerkkejä ovat vapaa partikkeli ja harmoninen oscillator, joiden energiaspektri on kvantisoitunut; E_n = ħω(n+1/2). Myös kulman momentin kvantointi antaa L^2 eigenarvot l(l+1)ħ^2.

Muita kvantisaatiomenetelmiä ovat geometrinen kvantisaatio ja deformation quantization sekä polkuintegraatio. Rajoitetuilla järjestelmillä, kuten gauge-teorioissa, sovelletaan Diracin kvantisaatiota tai BRST-kvantisointia, jotka käsittelevät mittareiden ja vapauksien rajoituksia.

Kvanttifysiikassa kenttien kvantisaatio on keskeistä: kenttä laajennetaan normaalimuotoisiin modeihin ja siitä syntyy luominen- ja poisto-operaattoreita, mikä johtaa kvanttien ilmenemiseen ja kvanttinergian ilmiöihin.

Kvantisaation toteutusta ja sen tulosten tulkintaa luonnehtivat teoreettiset valinnat sekä mahdolliset anomaliat. Yleisesti kvantisaatio on keskeinen osa modernia fysiikkaa, mutta sen toteutustapa riippuu kontekstista.