Quantisierung (Physik)

Quantisierung ist bei der theoretischen Beschreibung eines physikalischen Systems der Schritt, bei dem Ergebnisse, Begriffe oder Methoden der klassischen Physik so abgeändert werden, dass quantenphysikalische Beobachtungen am System richtig wiedergegeben werden. Unter anderem soll dadurch die Quantelung vieler messbarer Größen erklärt werden, z. B. das Vorliegen bestimmter, diskreter Energiewerte bei den Anregungsstufen eines Atoms.

Ab 1900, zu Beginn der Quantenphysik, bedeutete Quantisierung im Wesentlichen, dass mithilfe bestimmter phänomenologischer Regeln von den nach der klassischen Physik möglichen Prozessen und Zuständen diejenigen auszuschließen waren, die den Beobachtungen widersprachen. Dies kennzeichnet die älteren Quantentheorien, unter ihnen z. B. das Bohrsche Atommodell. Werner Heisenberg und Erwin Schrödinger fanden 1925/26 unabhängig voneinander zwei Wege, wie man statt der Ergebnisse der klassischen Mechanik deren Grundbegriffe und Grundgleichungen zu modifizieren hat, um daraus quantenphysikalische Beobachtungen richtig vorhersagen zu können. Die gemeinsame Grundlage dieser beiden Wege wird als kanonische Quantisierung bezeichnet. Mit ihr begann die Entwicklung der heutigen Quantenmechanik. Die kanonische Quantisierung lässt sich auch für physikalische Felder durchführen und wurde ab 1927 zur Grundlage der Quantenfeldtheorie.