A kvantummechanika a fizika azon ága, amely az anyagot és az energiát atomi és szubatomi szinten írja le. Ez a tudomány egyik legsikeresebb, és egyben legfurcsább elmélete. Egy olyan világot ír le, ahol a részecskék egyszerre két helyen lehetnek, ahol a mérés megváltoztatja az eredményt, és ahol a bizonytalanság alapvető fontosságú. Az elméletet az 1920-as években Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger és mások fejlesztették ki. Minden kísérleti teszten megfelelt, és a modern technológia alapját képezi, a félvezetőktől a lézereken át az MRI-ig.

A kvantummechanika néhány kulcsfontosságú alapelvre épül. A hullám-részecske dualitás azt mondja, hogy a részecskék hullámként viselkednek, a hullámok pedig részecskékként. A szuperpozíció azt mondja, hogy egy kvantumrendszer egyszerre több állapotban is lehet, amíg meg nem mérik. Az összefonódás elve azt mondja, hogy a részecskék olyan módon kapcsolódhatnak egymáshoz, ami megkérdőjelezi a klasszikus intuíciót. A határozatlanság elve azt mondja, hogy bizonyos tulajdonságpárok, mint például a pozíció és a lendület, nem ismerhetők egyszerre pontosan. A kvantummechanika nem intuitív. Nem egyezik a mindennapi tapasztalatainkkal. De működik. Rendkívüli pontossággal megjósolja az atomok, molekulák és szubatomi részecskék viselkedését. Ez a modern fizika alapja.

Kvantummechanikai alapelvek

• Hullám-részecske kettősség. A részecskék és a hullámok ugyanazon dolog két aspektusa.
• Szuperpozíció. Egy rendszer egyszerre több állapotban is lehet.
• Összefonódás. A részecskék távolságfüggetlenül korrelálhatók.
• Határozatlansági elv. A pozíció és a lendület ismeretének korlátai.
• Kvantálás. A tulajdonságok diszkrét értékeket vesznek fel.

A kvantummechanika nem ugyanaz, mint a klasszikus mechanika. A klasszikus mechanika a mindennapi tárgyakat írja le. A kvantummechanika az atomi és szubatomi világot írja le.