kvanttiteoriaa

Kvanttiteoria on modernin fysiikan perusta, joka kuvaa luonnonilmiöitä pienissä mittakaavoissa, kuten atomeissa ja hiukkasissa. Sen mukaan monet suureet ovat kvantittuneita ja järjestelmän tilat voivat olla superpositiossa. Mittausten tulokset ovat todennäköisyyksiä, eivät varmoja arvoja ennen mittausta, mikä erottaa sen klassisesta fysiikasta.

Matematiikassa tilat kuvataan Hilbertin tiloina, observablaat ovat lineaarisia operaatioita ja mittausten tulokset määräytyvät todennäköisyyksien kautta. Järjestelmän kehitys noudattaa Schrödingerin yhtälöä; mittauksessa aaltifunktio romahtaa ja tuottaa yksittäisen tuloksen.

Historiassa kvanttiteorian muotoutuminen alkoi Planckin ja Einsteinin töistä 1900-luvun alussa ja kehittyi Bohrin atomimallilla. 1920-luvulla de Broglie, Heisenberg ja Schrödinger vakiinnuttivat teorian ja sen matematiikan.

Koeellinen evidenssi koostuu muun muassa kaksoisvaikutuskokeista, spektrikuvauksista ja Bellin kokeista, jotka tukevat entanglementin ilmiötä. Eri tulkinnat, kuten Kööpenhaminan tulkinta ja monimaailmatulkinta, käsittelevät mittausprosessin luonnetta.

Sovellukset kattavat elektroniset laitteet, laserteknologian, lääketieteen kuvantamisen sekä kvanti-informaation tutkimuksen. Tutkimus kvanttitietokoneiden ja skaalautuvuuden parissa jatkuu.