Mekanikang quantum

Ang Mekanikang quantum (mula sa Ingles na Quantum Mechanics, Quantum Theory o Quantum Physics) ay isang pundamental na hinuhang pisikal (physics) na pumapalit sa mekanikang Newtonian at klasikong elektromagnetismo sa lebel na atomika at subatomika. Ito ang balangkas sa ibabaw sa maraming larangan ng pisika at kimika kasama ang pisika ng kondensadong materya (condensate matter), kimikang kwantika at pisikang partikulo. Ang katagang quantum (quantum sa Latin, “magkano, gaano”) ay tumutukoy sa mga hiwalay at maliwanag na unit na itinatakda ng hinuha sa kantidad tulad ng enerhiya ng isang atomong nakahimpil (tingnan ang Larawan 1, sa kanan). Ang pundasyon ng mekanikang quantum ay itinatag noong unang kalahati ng siglo 20 nina Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli at ng iba pa. Ang ilang aspetong pundamental ng hinuang ito ay patuloy na pinag-aaralan magpahanggang ngayon. Sinasabing ang mekanikang quantum ay mas pundamental na hinuha kaysa mekanikang Newtonian at klasikong elektromagnetismo dahil nagpapakita ito ng tama at tumpak na paliwanag sa maraming kababalaghan na hindi maipapaliwanag ng mga “klasikong” paghihinuha. Halimbawa, hindi maipakita ng mekankang Newtonian ang pag-inog ng mga panatag na atomo. Kinakailangan itong gumamit ng mekanikang quantum upang lubos na maunawaan ang ugali ng mga sistema sa atomika o mas maliit pa rito. Ginagamit rin ang mekanikang upang maipaliwanag ang ilang “makroskopyong kwantikong sistema” tulad ng mga superkonduktor at superpluido. Hindi pa napabubulaanan ang mga hula ng kwantum mekaniks makaraan ang daang taong pananaliksik rito. Maraming mga pisiko ang naniniwala na ang mekanikang quantum ang nagbibigay ng tamang paliwanag sa pisikal na mundo na halos matatagpuan sa lahat ng kalagayan. Kung saan maaring pumalya ang isang katayuan sa mekanikang quantum ay kung saan ang epekto ng hinuha ng pangkalahatang relatibidad, ang nananaig na hinuha ng grabidad ay mahalaga tulad na mararamdaman malapit sa mga itim na butas ng kalawakan o kaya’y nagpapakita sa kabuuan ng uniberso. Sinasabing magkataliwas ang hinuha ng mekanikang quantum at hinuha ng pangkalahatang relatibidad na dalawang pinakamahalagang tuklas sa pisika sa ika-20 siglo. Kung papaano mapagkakasundo ang kontradiksiyon ng dalawa ay saklaw ng masusing pananalisik hanggang sa kasalukuyan. Sa malawakg kaisipan, sumasaklaw ang mekanikang quantum sa apat na uri ng kababalaghan na hindi maipakikita ng klasikong pisika: (i) ang kwantisasyon (hiwalay at maliwanag na pagpapakita) ng ilang pisikang kantidad, (ii) dualidad ng alon-partikulo (wave-particle duality), (iii) ang prinsipyo ng walang katiyakan (uncertainty principle), at (iv) pagkakabuhol na quantum (quantun entanglement). Ipaliliwanag ito sa mga susunod ang bahagi. Sa ilang sitwasyon, ang mga batas ng klasikong pisika ay malapit na nagtataya sa mga batas ng mekanikang quantum. Kalimitang sinasabi na pinaliit ng mekanikang quantum ang klasikong mekanika at klasikang elektromagetismo. Klasikong hanggahan o pagkakaayon ang tawag rito kung saan sila nagtatagpo.