Trả lời ngắn gọn: Vật lý lượng tử là ngành vật lý mô tả vật chất và ánh sáng ở quy mô nguyên tử, hạ nguyên tử và những hệ mà các quy tắc cổ điển không còn đủ để giải thích.
Vì sao cần cơ học lượng tử?
Ở thế giới vĩ mô, các định luật cổ điển mô tả khá tốt chuyển động của xe, quả bóng hay hành tinh. Nhưng ở kích thước nguyên tử, electron, photon và các hạt khác thể hiện những hành vi không phù hợp với trực giác cổ điển.
Cơ học lượng tử dùng trạng thái lượng tử và xác suất để dự đoán kết quả đo. Nó không đơn giản mô tả một hạt luôn có quỹ đạo xác định như một viên bi.
Một số ý tưởng quan trọng
Lượng tử hóa nghĩa là một số đại lượng chỉ nhận những giá trị rời rạc trong một hệ, ví dụ các mức năng lượng của electron liên kết trong nguyên tử.
Nguyên lý chồng chập và rối lượng tử mô tả các trạng thái có tương quan theo cách không có tương đương đơn giản trong vật lý cổ điển.
Ứng dụng của vật lý lượng tử
Cơ học lượng tử là nền tảng để hiểu cấu trúc nguyên tử, chất rắn, chất bán dẫn, laser, LED và nhiều thiết bị điện tử.
Các lĩnh vực như cảm biến lượng tử, truyền thông lượng tử và máy tính lượng tử đang khai thác trực tiếp các hiệu ứng lượng tử.
Điều lượng tử không có nghĩa là “mọi thứ đều ngẫu nhiên”
Cơ học lượng tử dự đoán xác suất của kết quả đo nhưng các xác suất đó tuân theo phương trình và quy tắc toán học rất chính xác. Trong nhiều thí nghiệm lặp lại, phân bố kết quả khớp với dự đoán lượng tử ở độ chính xác rất cao.
Vì vậy không nên dùng từ “lượng tử” như một cách giải thích mơ hồ cho mọi hiện tượng bí ẩn trong đời sống. Một tuyên bố khoa học lượng tử phải gắn với mô hình, đại lượng và thí nghiệm có thể kiểm tra.