Een quantum is de kleinste discrete hoeveelheid van een fysische eigenschap. Het woord komt van het Latijnse quantus, wat 'hoeveel' betekent. In de natuurkunde verwijst het naar de kleinste ondeelbare eenheid van iets. Energie is bijvoorbeeld gekwantiseerd. Het komt voor in discrete pakketjes, niet in continue hoeveelheden. Een foton is een quantum licht. Een elektron is een quantum lading, in de zin dat lading gekwantiseerd is in eenheden van de elektronlading. De ontdekking van kwantisatie was een van de belangrijkste doorbraken van de vroege 20e eeuw. Max Planck introduceerde het idee in 1900 om zwarte straling te verklaren. Hij stelde voor dat energie wordt uitgezonden en geabsorbeerd in discrete pakketjes, die hij quanta noemde. Dat idee vormde de basis voor de kwantummechanica.

Kwantisatie gaat niet alleen over energie. Het is van toepassing op veel fysische eigenschappen. Hoekmomentum is gekwantiseerd. De energieniveaus van een atoom zijn gekwantiseerd. De spin van een deeltje is gekwantiseerd. Kwantisatie is wat de kwantummechanica onderscheidt van de klassieke mechanica. In de klassieke mechanica kunnen eigenschappen elke waarde aannemen. In de kwantummechanica nemen ze alleen specifieke waarden aan. Die discretie maakt atomen stabiel, maakt lasers mogelijk en maakt kwantumcomputers mogelijk. De kwantumwereld is vreemd, maar het is de wereld waarin we leven.

Kwantumfeiten

• Definitie. Minimale discrete hoeveelheid.
• Origin. Max Planck, 1900.
• Energie. Gekwantiseerd in fotonen.
• Lading. Gekwantiseerd in elektronlading.
• Hoekmoment. Gekwantiseerd in eenheden van ħ.

Een quantum is niet hetzelfde als een deeltje. Een quantum is een eenheid van een eigenschap. Een deeltje is een fysieke entiteit.