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Quanti­sie­rung

Quanti­sie­rung – Quantization

Quanti­sie­rung bedeu­tet, dass manche physi­ka­li­schen Größen nur bestimmte, zuläs­sige Werte anneh­men , wie Schritte auf einer Treppe: Messun­gen liefern einzelne Stufen, nicht jeden belie­bi­gen Zwischen­wert. Das heißt nicht, dass alle Größen quanti­siert sind, also diskrete Werte aufwei­sen. Je nach Situa­tion besitzt eine Messgröße ein diskre­tes, konti­nu­ier­li­ches oder gemisch­tes Set mögli­cher Ergeb­nisse. So sind gebun­dene Energien gestuft, während Position und Impuls konti­nu­ier­lich bleiben. Messge­räte zeigen das Diskrete als einzelne regis­trierte Ereig­nisse, oft Detek­tor­klicks genannt, obwohl die unsicht­bare Zustands­ent­wick­lung dazwi­schen weiter­hin glatt und gesetz­mä­ßig verläuft.

Quanti­sie­rung bricht mit der klassi­schen Vorstel­lung unbegrenz­ter Konti­nui­tät: Wirklich­keit zeigt sich hier als erlaubte Optio­nen statt belie­bi­ger Feinab­stu­fung, und genau diese Struk­tur macht viele Quanten­ef­fekte, von Spektral­li­nien bis zu Photo­nen, überhaupt erst verständlich.

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Überla­ge­rung

Überla­ge­rung bedeu­tet, dass der Zustand eines Quanten­sys­tems als ein Zustand mehre­rer Möglich­kei­ten beschrie­ben wird.

Welle-Teilchen-Dualis­mus

Der Welle-Teilchen-Dualis­mus beschreibt, dass Objekte der Quanten­welt, etwa Elektro­nen oder Licht, nicht so funktio­nie­ren wie Dinge aus unserem Alltag. Sie sind weder einfach Teilchen noch normale Wellen. Vertraute Begriffe wie Objekt und Bewegung greifen hier nur eingeschränkt.

Verschrän­kung

Verschrän­kung ist eine beson­dere, nur in der Quanten­phy­sik mögli­che Verknüp­fung zwischen Systemen.

Messung

Eine Messung in der Quanten­me­cha­nik ist kein bloßes Ausle­sen eines bereits festste­hen­den Werts, sondern ein physi­ka­li­scher Prozess, bei dem ein Quanten­sys­tem mit einem Messge­rät wechsel­wirkt und ein konkre­tes Ergeb­nis entsteht. Messun­gen verbin­den damit Quanten­zu­stände mit klassisch nutzba­rer Information.