kvanttimekaniikan

Kvanttimekaniikka on fysiikan ala, joka kuvaa luonnonilmiöitä mikroskooppisella tasolla, kuten atomeja ja subatomisia hiukkasia. Siinä ominaisuudet voivat ilmetä sekä aalto- että hiukkasmaisina, ominaisuudet ovat kvantittuneita ja mittaustulokset liittyvät todennäköisyyksiin.

Järjestelmän tilaa kuvataan tilafunktiolla Hilbert-tilassa. Ajan kehitys seuraa Schrödingerin yhtälöä, joka määrittää tilan ajallisen evoluution. Mittaustulokset ovat kvantittuja ja niiden todennäköisyyksiä annetaan Bornin säännöllä. Ominaisuudet esitetään observabeleina: mittausta vastaavat operaatioita, joiden eigenarvoista mittaustulos saadaan.

Kvanttimekaniikan keskeisiä ilmiöitä ovat superpositio, interferenssi ja entanglement (kvanttien sitoutuminen toisiinsa). Nämä ilmiöt on todistettu lukuisissa kokeissa, kuten kaksoisrakosivussa, Stern-Gerlach -mittauksissa sekä fotonien ja elektronien kokeissa.

Mittaamisen luonteesta ja tilan muutoksesta on useita tulkintoja. Esimerkkejä ovat Kopenhaganin tulkinta, monin maailmojen tulkinta ja dekoherenssi, jotka pyrkivät selittämään mittaustulosten syntyä erilaisista näkökulmista.

Kvanttimekaniikka on mahdollistanut modernin teknologian kehityksen: puolijohteet, lasersäteet ja magneettikuvaus sekä kvanttitietokoneet ja kvanttikryptografia. Teorian kehitys voidaan jäljittää Planckin, Einsteinin, Bohrin, Heisenbergin, Schrödingerin ja Bornin töihin, joita on täydennetty ja sovellettu edelleen.