Kwantum: verschil tussen versies

Het woord "kwantum" is afgeleid van het [[Latijn]]se "''quantum''" dat refereert aan een gehele hoeveelheid van iets (vragend: 'hoeveel?' en relatief: zoveel als). Dit is de basis van de kwantummechanica, namelijk, dat een fysische [[eigenschap]] ([[elektrische lading|lading]], [[Spin (kwantummechanica)|spin]], [[energie]], [[pariteit]] e.d.) gekwantiseerd kan zijn.

Anders gezegd; een fysische eigenschap kan als geheel [[veelvoud (wiskunde)|veelvoud]] van een basiseenheid worden weergegeven en zal altijd als een geheel veelvoud hiervan voorkomen in de [[Natuur (wereld)|natuur]]. Voor lading is deze [[natuurkundige eenheid|basiseenheid]] de [[elementaire lading|elektronlading]].

Op de nog kleinere schaal van [[quarksquark]]s is de basiseenheid overigens een derde van die lading. In tegenstelling tot lading is energie niet gekwantiseerd, hoewel de energie in [[elektromagnetische straling]] van een bepaalde frequentie slechts uit kwanta van de energie ''E'' van een foton kan bestaan. Deze energie van een foton is ''E = h'' ν, waarin ν de [[frequentie]] van het foton is en ''h'' de [[constante van Planck]]. In deze formule wordt vaak de frequentie gesubstitueerd door de lichtsnelheid gedeeld door de golflengte.

Een tweede basisidee van de kwantummechanica is de [[Dualiteit van golven en deeltjes|golf-deeltje-dualiteit]]. Deze stelt dat elk fysisch object zowel een [[deeltje]]s- als een [[Golf (natuurkunde)|golf]]-karakter heeft, waarbij de ene of de andere wordt waargenomen naargelang de manier waarop men observeert. Voor afmetingen die aanzienlijk groter zijn dan de [[Louis-Victor de Broglie|deDe Broglie]]-[[golflengte]] (<math>\lambda=\tfrac hp</math>) is kwantummechanica tot [[klassieke natuurkunde]] te herleiden. Als deze golflengte van dezelfde orde is als het object waarmee men interageert, dan moet men een kwantummechanische beschrijving gebruiken. Een [[mens]] en ook een [[auto]], kan zonder problemen als klassiek systeem beschouwd worden omdat hun afmeting ten opzichte van de [[Louis-Victor deDe Broglie|de Broglie]]-golflengte enorm groot is. Voor [[atoom|atomen]] en andere [[elementair deeltje|elementaire deeltjes]] is dit niet altijd het geval. Bij atomen in een [[bose-einsteincondensaat]] kan deze [[Lengte (meetkunde)|lengte]] vele [[centimeter]]scentimeters bedragen en dan is er een macroscopisch systeem waar toch kwantummechanische effecten een rol spelen.

Er zijn recent pogingen ondernomen een [[kwantumcomputer]] te vervaardigen. De nano- of picocomputer moet gebruikmaken van [[kwantumeffectenkwantumeffect]]en om tot nu toe onuitvoerbare berekeningen aan te kunnen en zou bij verwezenlijking een nieuwe [[revolutie|revolutionaire]] stap zijn en grote gevolgen hebben voor alle [[wetenschap]]penwetenschappen.