量子とは、物理的性質の最小の離散量のことです。この言葉は、ラテン語のquantus（量）に由来します。物理学では、何かの最小の分割不可能な単位を指します。たとえば、エネルギーは量子化されています。エネルギーは連続量ではなく、離散的なパケットとして存在します。光子は光の量子です。電子は電荷の量子であり、電荷は電子電荷の単位で量子化されています。量子化の発見は、20世紀初頭の重要なブレークスルーの1つでした。マックス・プランクは1900年に黒体放射を説明するためにこの概念を導入しました。彼は、エネルギーは離散的なパケットで放出および吸収されると提唱し、それを量子と呼びました。この考えが量子力学の始まりとなりました。

量子化はエネルギーだけに限ったことではありません。多くの物理的性質に適用されます。角運動量も量子化されます。原子のエネルギー準位も量子化されます。粒子のスピンも量子化されます。量子化こそが、量子力学を古典力学と区別するものです。古典力学では、性質は任意の値をとることができます。量子力学では、性質は特定の値しかとりません。この離散性こそが、原子を安定させ、レーザーを可能にし、量子コンピューティングを可能にするのです。量子世界は奇妙ですが、それは私たちが生きる世界なのです。

量子力学の事実

• 定義。最小離散量。
• Origin. マックス・プランク、1900年。
• エネルギー。 光子に量子化されています。
• Charge. 電子電荷で量子化されています。
• 角運動量。 ħ の単位で量子化されます。

量子は粒子とは異なります。量子は性質の単位であり、粒子は物理的な実体です。