kvanttimekaanisen

Kvanttimekaanisen käsite viittaa kvanttimekaniikan lakeihin noudattaviin ilmiöihin, malleihin ja järjestelmiin. Kvanttimekaniikka on fyysinen teoria, joka kuvaa atomien, elektroneiden ja fotonien käyttäytymistä sekä niiden vuorovaikutuksia, erityisesti pienillä mittakaavoilla.

Kvanttimekaanikka sisältää useita keskeisiä piirteitä: superpositio, jossa järjestelmä voi olla samanaikaisesti useassa tilassa; kvantisointi, jossa ominaisuudet kuten energia esiintyvät diskretoina arvoina; epävarmuusperiaate, joka rajoittaa mittaustulosten tarkkuutta; sekä entanglement, joka sitoo osien tilat toisiinsa riippumatta etäisyydestä. Aalto-ilaisten ilmiöiden ja hiukkasina vaikutusten rinnakkaisuus on tunnusomaista kvanttiselle maailmalle.

Matemaattisesti kvanttimekaniikka käyttää Hilbertin tiloja, joiden sisällä tilat esitetään aaltifunktioina tai tiheydellä. Objektiiviset suureet ovat operaatioita näissä tiloissa. Dynamiikka kuvataan usein Schrödingerin yhtälöllä; mittaustulokset määräytyvät todennäköisyyksinä Bornin säännön mukaisesti. Avoimissa järjestelmissä käytetään tiheysmatriiseja ja havaintoja tilan kehittymisen kuvaamiseen.

Kvanttimekaanisia järjestelmiä ovat muun muassa atomit, molekyylit ja fotonit, sekä suuria määrää koskevat kvanttihaitat kuten superconductivity ja Bose-Einsteinin kondensaatiot. Käytännön sovelluksia ovat lasersäteily, puolijohdelaitteet sekä kvanttitietokoneet ja kvanttinformaation teknologiat. Historiaan kuuluvat varhaiset löydöt Planckin ja Bohrin ajoilta sekä Schrödingerin ja Heisenbergin kehitystyö, jotka loivat kvanttimaailman matemaattisen perustan.