Σε τι βασίζεται η κβαντική μηχανική;
1. Ποσοτικοποίηση ενέργειας:
* Αυτός είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της κβαντικής μηχανικής. Δηλώνει ότι η ενέργεια, η ορμή και άλλες φυσικές ποσότητες μπορούν να υπάρχουν μόνο σε διακριτές τιμές, που ονομάζεται quanta. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την κλασσική φυσική, όπου αυτές οι ποσότητες μπορούν να πάρουν οποιαδήποτε αξία.
2. Δυαδικότητα κυμάτων-σωματιδίων:
* Αυτή η αρχή υποστηρίζει ότι όλα τα ύλη και η ενέργεια παρουσιάζουν τόσο ιδιότητες που μοιάζουν με κύμα όσο και από σωματίδια. Το φως, για παράδειγμα, μπορεί να λειτουργήσει ως κύμα (παρεμβολή) και σωματίδιο (φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα). Αυτή η δυαδικότητα είναι μια θεμελιώδη πτυχή των κβαντικών φαινομένων.
3. Υποθέσεις:
* Τα κβαντικά συστήματα μπορούν να υπάρχουν σε πολλαπλές καταστάσεις ταυτόχρονα μέχρι να παρατηρηθούν. Αυτή η έννοια περιγράφεται από την αρχή της υπέρθεσης, η οποία δηλώνει ότι ένα κβαντικό σύστημα μπορεί να είναι σε συνδυασμό πολλαπλών καταστάσεων, καθένα με κάποια πιθανότητα.
4. Αρχή αβεβαιότητας:
* Αυτή η αρχή, που διατυπώνεται από τον Werner Heisenberg, δηλώνει ότι είναι αδύνατο να γνωρίζουμε ταυτόχρονα τόσο τη θέση όσο και την ορμή ενός σωματιδίου με απόλυτη ακρίβεια. Όσο πιο συγκεκριμένα είναι γνωστή μια ποσότητα, τόσο λιγότερο μπορεί να γίνει γνωστή η άλλη.
5. Ερμηνεία πιθανότητας:
* Η κβαντική μηχανική προβλέπει την πιθανότητα εμφάνισης συμβάντων, αντί να παρέχει ντετερμινιστικά αποτελέσματα. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την κλασσική φυσική, η οποία γενικά προβλέπει συγκεκριμένα αποτελέσματα για τα γεγονότα. Η κυματομορφή, μια μαθηματική περιγραφή ενός κβαντικού συστήματος, διέπει τις πιθανότητες διαφορετικών αποτελεσμάτων.
6. Κβαντική εμπλοκή:
* Αυτό το φαινόμενο περιγράφει μια συσχέτιση μεταξύ δύο ή περισσότερων κβαντικών συστημάτων, ανεξάρτητα από την απόσταση μεταξύ τους. Η κατάσταση ενός εμπλεγμένου σωματιδίου επηρεάζει αμέσως την κατάσταση του άλλου, ακόμη και αν διαχωρίζεται από τεράστιες αποστάσεις. Αυτό αψηφεί την κλασσική κατανόηση και έχει επιπτώσεις στην κβαντική επικοινωνία και τον υπολογισμό.
7. Κβαντικοί χειριστές:
* Αυτές είναι μαθηματικές αναπαραστάσεις των φυσικών ποσοτήτων στην κβαντική μηχανική. Για παράδειγμα, ο χειριστής ορμής αντιστοιχεί στη δυναμική ενός σωματιδίου. Η εφαρμογή αυτών των χειριστών στη λειτουργία κυματομορφής αποδίδει πληροφορίες σχετικά με την αντίστοιχη φυσική ποσότητα.
8. Θεωρία κβαντικού πεδίου:
* Αυτή η επέκταση της κβαντικής μηχανικής περιγράφει τις αλληλεπιδράσεις των θεμελιωδών σωματιδίων και δυνάμεων. Παρέχει ένα πλαίσιο για την κατανόηση της συμπεριφοράς των σωματιδίων σε υψηλές ενέργειες και για την εξερεύνηση φαινομένων όπως η δημιουργία και η εξαφάνιση των σωματιδίων.
Αυτές οι αρχές αποτελούν το θεμέλιο της κβαντικής μηχανικής, οδηγώντας σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε διάφορα πεδία, συμπεριλαμβανομένης της κβαντικής πληροφορικής, της τεχνολογίας λέιζερ και της επιστήμης των υλικών.
