Hvad er kvantemekanik?

Udtrykket kvantemekanik (QM) henviser generelt til en matematisk formulering af kvanteteori.Kvantemekanik beskriver ofte og forudsiger bevægelse og opførsel af partikler på atom- og subatomiske niveauer.Disse inkluderer partikler såsom atomer, elektroner, protoner og fotoner.I henhold til kvantemekanik er adfærd og bevægelse af partikler på disse mikroskopiske niveauer modintuitiv, der adskiller sig radikalt fra alt, hvad der observeres i hverdagen.Dette kræver en teori som kvantemekanik for bedre at forklare denne forskellige verden.

I den makroskopiske verden er der normalt to typer fænomen, der er klassificeret af forskere: partikler og bølger.Partikler kan betragtes som lokaliseret, transporterer masse og energi i deres bevægelser.Bølger er en type fænomen, der aldrig er lokaliseret og ikke har nogen masse, men alligevel bærer energi.Mikroverdenspartiklerne, der undersøges i kvantemekanik, er forskellige fra dem i makroverdenen, fordi i visse situationer kan partikler fungere som bølger, mens omvendt kan bølger fungere som partikler.I henhold til kvantemekanik ville dette betyde, at et æble på kvanteniveau kunne opføre sig som en bølge, mens en bølge kunne opføre sig som et æble.

Quantum Mechanics bruger kvanteenheden til groft at tildele og måle mængder af de fysiske egenskaber ved dissepartikler.Partikler måles generelt ved at overveje den bølgefunktion, der er registreret på tidspunktet for målingen.Men fordi partikler kan opføre sig som bølger, kan den samtidige placering eller hastighed af en partikel aldrig helt bestemmes.

Denne tilsyneladende conundrum er kendt som Heisenburgs usikkerhedsprincip, som med andre ord siger, at position og momentum ikke kan måles nøjagtigt.Dette er ikke helt fordi der er nogen begrænsninger i måling af udstyr eller evne, men fordi denne usikkerhed antages at være iboende for selve partiklerne.Kvantemekanik er derfor en matematisk teori, der prøver at beregne sandsynligheder i henhold til bølgefunktionen.

Mange forskere er ikke enige med postulaterne af kvantemekanik.Albert Einstein var en videnskabsmand, der undertiden var kritisk over for kvanteteori, da det var i konflikt med sin egen teori.Således er et af de største problemer i nutidig fysik at skabe en teori, der ville forene ideerne om kvantemekanik med dem fra Einsteins generelle relativitetsteori.Fysikere som Julian Barbour har foreslået nogle innovative løsninger på dette problem, hvilket dybest set anfører, at hvis mennesker overvejer, at tiden ikke eksisterer, er der ingen hindring for at forene kvantemekanikken og relativitetsteorien.