Was ist quantenmechanik?

Die Quantenmechanik ist eine fundamentale Theorie der Physik, die das Verhalten von Materie und Energie auf atomarer und subatomarer Ebene beschreibt. Sie unterscheidet sich grundlegend von der klassischen Physik, die das Verhalten makroskopischer Objekte beschreibt. Hier sind einige wichtige Konzepte:

• Quantisierung: Energie, Drehimpuls und andere physikalische Größen können nur diskrete Werte annehmen. Siehe: Quantisierung

• Welle-Teilchen-Dualismus: Teilchen wie Elektronen können sich wie Wellen verhalten und Wellen wie Licht können sich wie Teilchen verhalten. Siehe: Welle-Teilchen-Dualismus

• Unschärferelation: Es gibt eine fundamentale Grenze für die Genauigkeit, mit der bestimmte Paare physikalischer Größen, wie z.B. Position und Impuls eines Teilchens, gleichzeitig bekannt sein können. Siehe: Unschärferelation

• Superposition: Ein Quantensystem kann sich in einer Überlagerung mehrerer Zustände gleichzeitig befinden. Siehe: Superposition

• Verschränkung: Zwei oder mehr Teilchen können so miteinander verbunden sein, dass der Zustand eines Teilchens sofort den Zustand des anderen Teilchens beeinflusst, unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen. Siehe: Verschränkung

• Wellenfunktion: Der Zustand eines Quantensystems wird durch eine mathematische Funktion, die Wellenfunktion, beschrieben. Sie enthält Informationen über die Wahrscheinlichkeit, verschiedene Messergebnisse zu erhalten. Siehe: Wellenfunktion

• Messung: Der Akt der Messung eines Quantensystems führt dazu, dass die Wellenfunktion kollabiert und das System in einen bestimmten Zustand übergeht.

• Quantenfeldtheorie: Eine Erweiterung der Quantenmechanik, die Teilchen als Anregungen von Quantenfeldern beschreibt und die Vereinigung mit der speziellen Relativitätstheorie ermöglicht.

Die Quantenmechanik hat zahlreiche Anwendungen in Bereichen wie der Atomphysik, Festkörperphysik, Kernphysik, Quantencomputing und Quantenverschlüsselung.