Mi az a kvantummechanika?

Az anyag megjelenési formája az ember számára a makrovilág, azaz olyan világ, amit látunk, tapintunk. Ebben a világban az anyagok egymásra való hatását erőtörvények írják le. Amikor az anyagnak nem a mozgását, hanem egyéb tulajdonságait, egymásra való hatását vizsgáljuk, írjuk le, az a mechanika.

Az anyagnak azonban van az ember számára nem látható része is, ilyenek például a részecskék, más szóval a mikrovilág. Ott más szabályok vannak, mint a makrovilágban. A részecskék nem mozgással kapcsolatos egymásra hatásának vizsgálatát, leírását nevezzük kvantummechanikának. Ha a mozgás sajátosságait vizsgáljuk, akkor kvantumdinamikáról beszélünk, és ha egy autó mozgását írjuk le, akkor pedig dinamikáról van szó.

A "kvantum" szót energia csomagnak szokás fordítani. A kvantummechanika abból a felismerésből jön, hogy bizonyos tulajdonságok nem folytonosan, hanem lépcsőzetesen változnak. Pl. képzelj el egy 1 cm hosszú gumit. Te azt addig húzod, amíg 2 cm lesz. Akkor a húzás ideje alatt az a gumi felvett minden hosszt 1 és 2 cm között. Volt pl. 1,434334 cm hosszú is, meg 1,952345 cm hosszú is. Meg minden más is.

Na most a mikro világ nem így működik. Az atomok, molekulák nem ilyenek. Egy atomban van egy elektronnak adott energiája, és elkezdesz vele energiát közölni, akkor nem az van, hogy folyamatosan változik egyik atompályától a másikig. Hanem amíg a közölt energia nem elég, addig egyáltalán nem változik, aztán egy bizonyos szint átlépése után hirtelen felugrik a következőre. Mintha a gumit elkezdenéd húzni, és 1 cm maradna. Aztán amikor elég erősen húzod, akkor átmenet nélkül átváltana 2 cm-re. Na az ilyen jellegű tulajdonságokra mondjuk, hogy kvantumosak/kvantáltak. A fény tulajdonságai és az atomok és molekulák tulajdonságai nagyon jól leírhatók így. És ami ezekkel foglalkozik, azt hívjuk kvantummechanikának.