kvantumobjektum

Kvantumobjektum är ett fysiskt system vars beteende styrs av kvantmekaniken. Det omfattar alltifrån fundamentala partiklar som elektroner och fotoner till atomer, molekyler och vissa mesoskala system som uppvisar kvantfenomen. Tillståndet hos ett kvantumobjektum beskrivs vanligtvis med ett kvanttillstånd i ett Hilbertrum eller med densitetsoperatorn i ett öppet system.

Tillståndsutvecklingen beskrivs oftast av Schrödingers ekvation (för vågfunktion) eller av von Neumanns ekvation (för densitetsoperatorn). Observabler representeras av Hermiteska operatorer, och utfall i mätningar följer Borns sannolikhetsregel. Dessa regler gör det möjligt att förutse sannolikheter för olika utfall även när kvantumobjektet uppvisar våg- eller partikelegenskaper samtidigt.

Kvantumobjekt uppvisar centrala fenomen såsom superposition, interferens och kvantisering av vissa storheter. De kan vara sammanflätade med andra kvantumobjekt, vilket ger upphov till korrelerade utfall även när objekten skiljs åt av stora avstånd (entanglement). Mätning eller interaktion med omgivningen kan leda till decoherence, vilket ofta gör att beteendet uppfattas som klassiskt.

Vanliga exempel inkluderar elektroner och fotoner i experiment som dubbelspalt och interferometrar, atomer i ultrakalla gaser och system som används inom kvantinformation och kvantkemi.

Begreppet kvantumobjektum används inom fysik och teknik för att beskriva de små system där kvantteorin dominerar och där klassiska föreställningar inte räcker.