kvanttimaailmassa

Kvanttimaailmassa kuvataan todellisuutta, jossa ilmiöt noudattavat kvanttimekaniikan lakeja. Sijainti ja liikemäärä eivät ole tarkasti määriteltyjä samanaikaisesti; järjestelmän ominaisuudet kuvaillaan tiloina ja todennäköisyyksinä. Tilat voidaan esittää aaltofunktioiden avulla, ja mittaaminen tuottaa tuloksia vain todennäköisyyksien perusteella.

Perusperiaatteisiin kuuluvat superpositio, jossa järjestelmä voi olla useassa tilassa samanaikaisesti, sekä epävarmuusperiaate, joka rajoittaa yhtäaikaista tarkkaa tietoa useista suureista. Kvanttitilat voivat olla toisiinsa kytkeytyneitä, eli entanglementin kautta etäiset järjestelmät vaikuttavat toistensa tiloihin mittauksissa. Aaltoluonto ja hiukkasmaiset piirteet ilmentävät kvanttimaailmaa, ja ominaisuudet ovat kvantittuneita eli esiintyvät diskreeteina arvoina.

Kokeellisesti kvanttimaailman ilmiöitä on osoitettu monin tavoin: interferenssi osoittaa aalto-ominaisuudet, kvanttitunneli sallii epäilyttävänkin tapahtuman, ja Bellin kokeet tukevat entanglementin todellisuutta. Ympäristön vaikutus aiheuttaa decoherenssia, jolloin kvanttiprosessit menettävät nopeasti kvanttisuutensa ja palaavat klassiseen käyttäytymiseen.

Sovellukset ovat nopeasti kehittyviä: kvanttitietokoneet käyttävät kubitteja laskentaan, joita klassiset tietokoneet eivät nopeasti hallitse; kvanttiliikenne ja kvanttisensorit lupaavat turvallista viestintää ja erittäin tarkkoja mittauksia. Kehitys tarvitsee matalaa lämpötilaa, hyvää eristystä ja kehittyneitä kontrollijärjestelmiä.

Historiaan kuuluvat Planckin, Einsteinin ja Bohrin varhaiset kuvat kvanttimaailmasta sekä Schrödingerin ja Heisenbergin panokset kvanttimekaniikan kehittämisessä. Nykyään kvanttimekaniikka on vakiintunut teoria, jonka kokeellinen näyttö on vankkaa ja jonka sovellukset muovaavat teknologiaa.