Kvantemekanik er den gren af ​​fysikken, der beskriver stof og energi på atomar og subatomar skala. Det er en af ​​de mest succesfulde teorier inden for videnskaben, og en af ​​de mærkeligste. Den beskriver en verden, hvor partikler kan være to steder på samme tid, hvor måling ændrer resultatet, og hvor usikkerhed er fundamental. Teorien blev udviklet i 1920'erne af Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger og andre. Den har bestået alle eksperimentelle tests, og den understøtter moderne teknologi, fra halvledere til lasere til MR.

Kvantemekanik er bygget på et par nøgleprincipper. Bølge-partikel-dualitet siger, at partikler opfører sig som bølger, og bølger opfører sig som partikler. Superposition siger, at et kvantesystem kan være i flere tilstande på én gang, indtil det måles. Sammenfiltring siger, at partikler kan forbindes på måder, der trodser klassisk intuition. Usikkerhedsprincippet siger, at visse par af egenskaber, som position og momentum, ikke begge kan kendes præcist. Kvantemekanik er ikke intuitiv. Den matcher ikke vores hverdagserfaring. Men den virker. Den forudsiger atomers, molekylers og subatomare partiklers opførsel med ekstraordinær nøjagtighed. Det er fundamentet for moderne fysik.

Kvantemekaniske principper

• Bølge-partikel dualitet. Partikler og bølger er to aspekter af den samme ting.
• Superposition. Et system kan være i flere tilstande på én gang.
• Entanglement. Partikler kan korreleres på tværs af afstand.
• Usikkerhedsprincippet. Grænser for kendskab til position og momentum.
• Kvantisering. Egenskaber antager diskrete værdier.

Kvantemekanik er ikke det samme som klassisk mekanik. Klassisk mekanik beskriver hverdagsobjekter. Kvantemekanik beskriver den atomare og subatomare verden.