Принципы квантовой физики повлияли на понимание материи на уровне элементарных частиц, представив концепции, которые отличаются от классической физики. 2 Некоторые из них:

• Квантование энергии. 14 Утверждает, что энергия не является непрерывной, а существует в дискретных порциях, называемых квантами. 1 Это позволило объяснить поведение электронов в атомах: они могут находиться только на определённых энергетических уровнях и не могут занимать промежуточные состояния. 1
• Принцип неопределённости Гейзенберга. 14 Утверждает, что невозможно одновременно точно измерить положение и импульс частицы. 1 Чем точнее известно одно из этих значений, тем менее точно можно знать другое. 1 Это ставит под сомнение классическое представление о детерминированности физики. 1
• Суперпозиция. 14 Частицы могут находиться в нескольких состояниях одновременно до тех пор, пока не будет произведено измерение. 14 Это свойство позволяет квантовым системам проявлять поведение, которое невозможно объяснить с точки зрения классической физики. 1
• Запутанность. 14 Частицы могут быть связаны таким образом, что изменение состояния одной частицы мгновенно влияет на другую, независимо от расстояния между ними. 14 Это означает, что информация может передаваться между частицами быстрее, чем скорость света, что ставит под сомнение традиционные представления о пространстве и времени. 1

Кроме того, квантовая теория помогла объяснить такие явления, как электронное туннелирование, когда электроны могут проникать через энергетические барьеры, основываясь на своей волнообразной природе. 2

Таким образом, принципы квантовой физики расширили понимание поведения материи на уровне элементарных частиц, объяснив множество явлений, которые невозможно было понять с помощью классической физики. 4