Wat doet een kwantumfysicus?
Een kwantumfysicus bestudeert de fysische wetten die atomaire en subatomaire objecten beheersen. Deze fysici hebben een aantal baanbrekende experimenten uitgevoerd die een revolutie teweeg hebben gebracht in ons begrip van het gedrag en de aard van de materie zelf. Hoewel onderzoek en experimenten de kern vormen van het werk van een kwantumfysicus, houdt de functie vaak verband met een hogeschool of universiteit, en die aansluiting vereist mogelijk dat de fysicus ook lessen geeft. Bovendien moet een kwantumfysicus zich vaak bezighouden met het aanvragen van subsidies en deelnemen aan het publicatieproces, inclusief het schrijven van papers en peer-review van het onderzoek van andere natuurkundigen.
Kwantummechanica omvat de beweging en het gedrag van subatomaire deeltjes en andere objecten. Het werd een gevestigd veld van wetenschappelijk onderzoek in de 20e eeuw met de ontdekking dat elementaire deeltjes zich niet gedragen in overeenstemming met de wetten van Newton, die het gedrag van grotere objecten beschrijven. Atoom- en sub-atomaire objecten gedragen zich op een zeer onvoorspelbare, probabilistische manier. Dit gedrag staat in schril contrast met het gedrag van grote objecten, zoals voertuigen of zelfs planeten. Een kwantumfysicus bestudeert de kansen die subatomair gedrag beschrijven.
Experimenteren in de kwantummechanica, dat is veel van wat de tijd van een kwantumfysicus in beslag neemt, kan uiterst moeilijk zijn. Kleurbeperking is bijvoorbeeld een fenomeen dat zich op sub-atomair niveau voordoet. Hadrons zijn samengesteld uit quarks, een basiseenheid van materie, en elke quark krijgt een bepaalde "kleur" die zijn veldlading aangeeft wanneer hij wordt waargenomen. Een van de eerste experimenten in de kwantummechanica onthulde dat een quark en zijn partner in de hadron dezelfde "kleur" aannemen, ongeacht hoe ver de deeltjes van elkaar gescheiden zijn. Dit bemoeilijkt elke poging om dergelijke deeltjes direct waar te nemen.
Voor kwantumfysici houdt veel onderzoek en studie hypothesen in afgeleid uit een logisch, wiskundig of referentieel kader. Net als bij fysieke experimenten, wordt veel van het theoretische onderzoek uitgevoerd door teams van natuurkundigen en wiskundigen. Het komt zelden voor dat een kwantumfysicus zelfstandig werkt.
Kwantumfysici publiceren regelmatig in wetenschappelijke tijdschriften die zich op hun specifieke vakgebied concentreren. Veel universiteiten zullen goed gepubliceerde natuurkundigen inhuren om onderzoek in het programma van de universiteit uit te voeren en universitaire studenten te instrueren in niet-gegradueerde of afgestudeerde cursussen. De universitaire structuur kan ook van de natuurkundige eisen dat hij onderzoeksbeursgeld aanvraagt en verdient bij een overheidsinstantie of bij een particuliere schenking en dat hij blijft publiceren op het gebied van de kwantumfysica.