Kwantumeffect

Een Kwantumeffect is het effect dat een bepaalde eigenschap van een systeem slechts een discreet aantal mogelijkheden heeft en geen waarden tussen die mogelijkheden kan aannemen. Het bestaan van kwantumeffecten is een consequentie van de theorie van de kwantummechanica; waarneming van kwantumeffecten die door de kwantummechanica worden voorspeld zijn historisch belangrijk geweest om de kwantummechanica als zinvolle theorie geaccepteerd te krijgen.

Kwantumeffecten worden traditioneel geassocieerd met zeer kleine en lichte systemen (van de grootteorde van een atoom, 10⁻¹⁰ meter). Het is waar dat alleen bij zeer kleine systemen de stapjes of kwanten groot zijn in relatie tot het systeem. Wanneer een systeem groter wordt, worden de kwanten over het algemeen nog kleiner. Door deze schaalverschillen zijn er maar weinig kwantumeffecten die in het dagelijks leven kunnen worden gebruikt. Twee uitzonderingen zijn SQUIDs die worden gebruikt om heel kleine elektrische velden te meten, en de meting van zeer kleine magneetvelden met opneemkoppen zoals in de harde schijf van een computer.

Een bekend voorbeeld van een kwantumeffect is zichtbaar in het zogenaamde Otto Stern-Gerlach-experiment. In dit experiment wordt een stroom elektronen of andere deeltjes met spin 1/2 door een magneetveld gericht. Deze stroom splitst zich in twee kleinere bundels, een met spin 1/2 en een met spin −1/2. De klassieke theorie voorspelt een continue verdeling, met ook tussenliggende waardes, terwijl de kwantummechanica het wel correct voorspelt.