量子力学とは

量子力学は、微小なスケール（原子や分子のレベル）での物理現象を説明し、予測するための物理学の分野です。20世紀初頭に発展し、古典物理学の枠組みでは説明できない微小なスケールの現象を理解するために提案されました。

量子力学は以下のような特徴を持っています：

1. 離散的エネルギー： 量子力学ではエネルギーが連続的ではなく、離散的な値を取ることがあります。エネルギーは「量子」単位で取り扱われるため、量子力学という名前がついています。
2. 波動性と粒子性の二重性： 量子物体は波として振る舞う一方、粒子として振る舞うこともあります。これは「波動-粒子二重性」と呼ばれ、例えば電子や光子がこの性質を持ちます。
3. 確率的な性質： 量子力学では、物体の位置や運動量などの物理的な量を確定的に予測することが難しく、代わりに確率的な予測が行われます。物体の状態は確率分布として表されます。
4. 不確定性原理： ハイゼンベルクの不確定性原理によれば、同時に位置と運動量を完全に測定することはできないとされています。つまり、精密な位置情報と運動量情報を同時に持つことは制約されます。
5. 量子重ね合わせと量子干渉： 量子力学では、複数の状態が重ね合わさる「重ね合わせ状態」が存在し、これが量子干渉現象を引き起こすことがあります。

量子力学は現代の物理学の基礎であり、原子・分子・素粒子の振る舞いや量子コンピュータ、量子暗号などの分野で重要な理論となっています。