Kwantummechanica is de tak van de natuurkunde die materie en energie beschrijft op atomair en subatomair niveau. Het is een van de meest succesvolle theorieën in de wetenschap, en tegelijkertijd een van de meest bizarre. De theorie beschrijft een wereld waarin deeltjes zich op twee plaatsen tegelijk kunnen bevinden, waarin metingen de uitkomst beïnvloeden en waarin onzekerheid fundamenteel is. De theorie werd in de jaren twintig van de vorige eeuw ontwikkeld door Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger en anderen. Ze heeft alle experimentele tests doorstaan ​​en vormt de basis van moderne technologie, van halfgeleiders tot lasers en MRI.

De kwantummechanica is gebaseerd op een paar kernprincipes. De golf-deeltjesdualiteit stelt dat deeltjes zich gedragen als golven en golven als deeltjes. Superpositie stelt dat een kwantumsysteem zich in meerdere toestanden tegelijk kan bevinden totdat het gemeten wordt. Verstrengeling stelt dat deeltjes op manieren met elkaar verbonden kunnen zijn die de klassieke intuïtie tarten. Het onzekerheidsprincipe stelt dat bepaalde paren van eigenschappen, zoals positie en impuls, niet beide precies bekend kunnen zijn. Kwantummechanica is niet intuïtief. Het komt niet overeen met onze dagelijkse ervaring. Maar het werkt. Het voorspelt het gedrag van atomen, moleculen en subatomaire deeltjes met buitengewone nauwkeurigheid. Het vormt de basis van de moderne natuurkunde.

Kwantummechanische principes

• Golf-deeltje dualiteit. Deeltjes en golven zijn twee aspecten van hetzelfde.
• Superpositie. Een systeem kan zich in meerdere toestanden tegelijk bevinden.
• Verstrengeling. Deeltjes kunnen over afstand heen met elkaar gecorreleerd zijn.
• Onzekerheidsprincipe. Beperkingen op het kennen van positie en impuls.
• Quantization. Eigenschappen nemen discrete waarden aan.

Kwantummechanica is niet hetzelfde als klassieke mechanica. Klassieke mechanica beschrijft alledaagse objecten. Kwantummechanica beschrijft de atomaire en subatomaire wereld.