kvantmekanisk

Kvantmekanisk er et adjektiv som brukes om fenomener, teorier eller egenskaper knyttet til kvantemekanikken, den teorien som beskriver naturen på mikroskopisk nivå. I kvantmekaniske beskrivelser må partikler ikke bare beskrives som små korn av masse og energi, men også som bølger eller bølgefunksjoner som gir sannsynlighetsfordelinger for observasjoner.

Historisk utvikling begynte tidlig på 1900-tallet med Plancks kvantehypoteser, Einsteins fotonteori og Bohrs atommodell. Senere bidro Schrödinger og Heisenberg til et mer komplett rammeverk som innførte bølge-partikkel-dualitet, usikkerhetsprinsippet og en sannsynlighetsbasert tolkning av målinger.

Grunnleggende prinsipper inkluderer kvantisering av energi i bestemte tilstander, superposisjon som tillater at tilstander eksisterer samtidig, og entanglement som knytter fysiske tilstander over avstander. Observasjonene er statistiske og beskrives med bølgefunksjoner, der Borns regel gir sannsynligheten for utfall.

Matematisk rammeverk inkluderer tilstander i et Hilbertrom, operatører som representerer observabler og bølgefunksjoner som gir amplituder for utfall. Den tidsavhengige Schrödinger-ligningen beskriver hvordan tilstander utvikler seg; uskarphetsprinsippet begrenser presisjonen i samtidige mål av par av komplementære variabler.

Anvendelser omfatter kjemi og molekylmodellering, utvikling av halvledere og transistorer, lasersystemer og kvantteknologier som kvantedatamaskiner og kvantekommunikasjon. Kvantmekaniske beskrivelser gir også grunnlag for simuleringer av materialers egenskaper og reaksjonsdynamikk.