Kuantum

Dalam fisika, kuantum (jamak: kuanta) adalah jumlah minimum dari setiap badan fisika (sifat fisika) yang terlibat dalam suatu interaksi. Gagasan mendasar bahwa sifat fisika dapat "dikuantisasi" disebut sebagai "hipotesis kuantisasi". Ini berarti bahwa besarnya sifat fisika hanya dapat mengambil nilai diskrit yang terdiri dari kelipatan bilangan bulat dari satu kuantum.
Misalnya, foton adalah kuantum tunggal cahaya (atau bentuk lain dari radiasi elektromagnetik). Demikian pula, energi ikatan elektron dalam atom dikuantisasi dan hanya ada dalam nilai diskrit tertentu. (Memang, atom dan materi pada umumnya stabil karena elektron hanya bisa ada pada tingkat energi diskrit dalam atom.) Kuantisasi adalah salah satu dasar dari fisika mekanika kuantum yang lebih luas. Kuantisasi energi dan pengaruhnya terhadap cara energi dan materi berinteraksi (kuantum elektrodinamika) adalah bagian dari kerangka dasar dalam memahami dan menggambarkan alam.

Etimologi dan penemuan

Kata kuantum berasal dari bahasa Latin quantus, yang berarti "betapa hebat". "Kuanta" digunakan dalam artikel jurnal tahun 1902 tentang efek fotolistrik oleh Philipp Lenard, yang mengutip Hermann von Helmholtz karena menggunakan kata itu di bidang listrik. Namun, kata kuantum secara umum sudah dikenal sebelum tahun 1900.  Kata itu sering digunakan dalam dunia kedokteran, seperti dalam istilah quantum satis. Baik Helmholtz dan Julius von Mayer adalah dokter sekaligus fisikawan. Helmholtz menggunakan kuantum dengan mengacu pada energi panas dalam artikelnya pada karya Mayer, dan kata kuantum dapat ditemukan dalam perumusan hukum termodinamika pertama oleh Mayer dalam tulisannya yang tertanggal 24 Juli 1841.
Pada tahun 1901, Max Planck menggunakan kuanta yang berarti "kuanta materi dan listrik", gas, dan panas.  Pada tahun 1905, sebagai tanggapan terhadap karya Planck dan karya eksperimental Lenard (yang menjelaskan hasilnya dengan menggunakan istilah kuanta listrik), Albert Einstein menyarankan bahwa radiasi ada dalam paket-paket yang terlokalisasi secara spasial yang ia sebut "kuanta cahaya" (Lichtquanta). 
Konsep kuantisasi radiasi ditemukan pada tahun 1900 oleh Max Planck, yang telah berusaha memahami emisi radiasi dari benda-benda yang dipanaskan, yang dikenal sebagai radiasi benda hitam. Dengan mengasumsikan bahwa energi dapat diserap atau dilepaskan hanya dalam paket kecil, berbeda, dan terpisah (yang ia sebut "bundel", atau "elemen energi"), Planck mengetahui adanya benda-benda tertentu yang berubah warna ketika dipanaskan.  Pada 14 Desember 1900, Planck melaporkan temuannya ke Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG), dan memperkenalkan gagasan kuantisasi untuk pertama kalinya sebagai bagian dari penelitiannya tentang radiasi benda hitam. Sebagai hasil dari eksperimennya, Planck menyimpulkan nilai numerik h, yang dikenal sebagai konstanta Planck, dan melaporkan nilai yang lebih tepat untuk unit muatan listrik dan bilangan Avogadro–Loschmidt, jumlah molekul nyata dalam satu mol, ke DPG. Setelah teorinya divalidasi, Planck dianugerahi Hadiah Nobel Fisika untuk penemuannya pada tahun 1918.

Di luar radiasi elektromagnetik

Ketika kuantisasi pertama kali ditemukan dalam radiasi elektromagnetik, itu menggambarkan aspek fundamental energi tidak hanya terbatas pada foton. Dalam upaya untuk membawa teori ke dalam pembuktiannya dengan percobaan, Max Planck menyusun postulat bahwa energi elektromagnetik diserap atau dipancarkan dalam paket diskrit, atau kuanta.