Ква́нтовая (волнова́я) меха́ника — фундаментальная физическая теория, которая описывает природу в масштабе атомов и субатомных частиц. Она лежит в основании всей квантовой физики, включая квантовую химию, квантовую теорию поля, квантовую технологию и квантовую информатику.
Фи́зика конденси́рованного состоя́ния, также можно встретить название квантовая макрофизика — область физики, которая занимается исследованиями макроскопических и микроскопических свойств вещества (материи). В частности, это касается «конденсированных» фаз, которые появляются всякий раз, когда число составляющих вещество компонентов в системе чрезвычайно велико и взаимодействия между компонентами сильны. Наиболее знакомыми примерами конденсированных фаз являются твёрдые вещества и жидкости, которые возникают из-за взаимодействия между атомами. Физика конденсированных сред стремится понять и предсказать поведение этих фаз, используя физические законы. В частности, они включают законы квантовой механики, электромагнетизма и статистической механики.
Электро́н — субатомная частица, чей электрический заряд отрицателен и равен по модулю одному элементарному электрическому заряду. Электроны принадлежат к первому поколению лептонных частиц и обычно считаются фундаментальными частицами, поскольку у них нет известных компонентов или субструктур. Электрон имеет массу, которая составляет приблизительно 1/1836 массы протона. Квантово-механические свойства электрона включают собственный угловой момент (спин) полуцелого значения, выраженного в единицах приведённой постоянной Планка, ħ, что делает их фермионами. В связи с этим никакие два электрона не могут занимать одно и то же квантовое состояние в соответствии с принципом запрета Паули. Как и все элементарные частицы, электроны обладают свойствами как частиц, так и волн: они могут сталкиваться с другими частицами и могут дифрагировать как свет. Волновые свойства электронов легче наблюдать экспериментально, чем свойства других частиц, таких как нейтроны и протоны, потому что электроны имеют меньшую массу и, следовательно, большую длину волны де Бройля для равных энергий.
Волнова́я фу́нкция, или пси-фу́нкция 
— комплекснозначная функция, используемая в квантовой механике для математического описания чистого квантового состояния изолированной квантовомеханической системы. Наиболее распространённые символы для волновой функции — греческие буквы ψ и Ψ. Является коэффициентом разложения вектора состояния по базису. Например, при разложении по координатному базису:
Зо́нная тео́рия твёрдого те́ла — квантовомеханическая теория движения электронов в твёрдом теле.
Корпускулярно-волновой дуализм — свойство природы, состоящее в том, что материальные микроскопические объекты могут при одних условиях проявлять свойства классических волн, а при других — свойства классических частиц.
Метод Хартри — Фока — в квантовой механике приближённый метод решения уравнения Шрёдингера путём сведения многочастичной задачи к одночастичной в предположении, что каждая частица двигается в некотором усреднённом самосогласованном поле, создаваемом всеми остальными частицами системы. Решение уравнения Шрёдингера позволяет получить целый ряд сведений о свойствах системы, в том числе и её электронную структуру.
Квантовые методы Монте-Карло — большая семья методов, для исследования сложных квантовых систем. Одна из главных задач — обеспечить надёжное решение квантовой задачи многих тел. Различные варианты этого метода имеют общую особенность: они используют метод Монте-Карло для вычисления многомерных интегралов, возникающих в различных формулировках задачи многих тел. Квантовые методы Монте-Карло позволяют описывать сложные эффекты многих частиц, зашифрованные в волновой функции, выходя за рамки теории среднего поля и предлагая в некоторых случаях точные решения задачи многих тел. В частности, существует численно точный и полиномиальный масштабируемый алгоритм точного изучения статических свойств системы бозонов без геометрической фрустрации. Для фермионов не известно таких алгоритмов, но существуют отдельно алгоритмы, которые дают очень хорошие приближения их статических свойств, и отдельно квантовые алгоритмы Монте-Карло, которые численно точны, но экспоненциально масштабируемы.
В теоретической физике, теория волны-пилота является первым известным примером теории со скрытыми переменными.
Электронная теория металлов — раздел физики твёрдого тела, который изучает физические свойства металлов или металлического состояния вещества. В основном предметом исследования теории являются кристаллические вещества с металлическим типом проводимости. В основе теории металлов лежит зонная теория твёрдых тел. Волновые функции электроны на внутренних орбиталях слабо перекрываются, что приводит к сильной локализации, а для внешних валентных электронов качественную картину энергетического спектра может дать модель почти свободных электронов.
Чи́сленная относи́тельность — область общей теории относительности, которая разрабатывает и использует численные методы и алгоритмы для компьютерного моделирования физических процессов в сильных гравитационных полях, когда необходимо численно решать уравнения Эйнштейна. Основные физические системы, для описания которых необходима численная относительность, относятся к релятивистской астрофизике и включают в себя гравитационный коллапс, нейтронные звёзды, чёрные дыры, гравитационные волны и другие объекты и явления, для адекватного описания которых необходимо обращаться к полной общей теории относительности без обычных приближений слабых полей и малых скоростей.
k·p метод — метод теории возмущений в физике твердого тела, который позволяет приближенно рассчитать энергию и волновую функцию носителя заряда в произвольной точке зоны Бриллюэна по известным значениям в другой точке, обычно в точке высокой симметрии. Для этого используются значения ширины запрещённых зон и эффективные массы в точке высокой симметрии полученные из эксперимента или численного расчёта. Метод особенно эффективен при расчетах эффективной массы, но, применяя высокие порядки теории возмущений, можно рассчитать закон дисперсии во всей зоне. Метод получил развитие в работах Дж. Бардина и Ф. Зейтца. Своё название получил из-за возникновения возмущения в виде произведения волнового вектора обозначаемого k на оператор момента p.
Атом Гука относится к искусственным атомам подобных атому гелия, в котором кулоновский электрон-ядерный потенциал взаимодействия заменяется гармоническим потенциалом. Эта система имеет важное значение так как она, при определённых значениях силы взаимодействия, которая определяет гармонический потенциал, точно разрешима для основного состояния многоэлектронной задачи, что явно включает в себя электронную корреляцию. Как таковое оно даёт представление о квантовых корреляциях и может выступать в качестве тест-системы для оценки точности приближённых квантово-химических методов для решения уравнения Шредингера. Название «атом Гука» возникает, потому что гармонический потенциал, используемый для описания электрон-ядерного взаимодействие, является следствием закона Гука.
Список наблюдений гравитационных волн представляет собой список прямых наблюдений гравитационных волн, проведённых с момента их обнаружения, и относится к гравитационно-волновой астрономии. Впоследствии к наблюдениям LIGO подключились интерферометры Virgo в 2017 году и KAGRA в 2020 году.
Аттосекундная физика — это раздел физики, который занимается явлениями взаимодействия света и материи, в котором аттосекундные фотонные импульсы используются для раскрытия динамических процессов в материи с беспрецедентным временным разрешением.
Двойная чёрная дыра — система, состоящая из двух чёрных дыр, вращающихся по тесной орбите друг вокруг друга. Как и сами чёрные дыры, двойные чёрные дыры обычно делят на двойные чёрные дыры звёздных масс, образующиеся или как остатки высокомассивных звёздных систем, или при динамических процессах и взаимных захватах, и на сверхмассивные двойные чёрные дыры, возникающие, вероятно, в результате слияния галактик.
Приближение локальной плотности (англ. Local density approximation, LDA) — класс приближений обменно-корреляционного взаимодействия в теории твёрдого тела и квантовой химии, в частности в теории функционала плотности, в которых учитывается плотность электронов в той точке пространства, о которой идет речь. Вывести поправки к обменно-корреляционной взаимодействия можно разными методами, однако успешные связаны с подходом однородного электронного газа. В этом отношении LDA целом синонимично с функционалом на основе модели желе, которые тогда можно применять для исследования реалистичных систем.
Волна зарядовой плотности (ВЗП) — это периодическое изменение плотности квантовой электронной жидкости и ионов остова металла, часто наблюдаемых в слоистых или линейных кристаллах. Электроны внутри ВЗП формируют стоячую волну и иногда могут вызывать электрический ток. Электроны в такой ВЗП, наподобие электронов в сверхпроводниках, могут распространяться в одномерной среде с высокой степенью корреляции. Однако, в отличие от сверхпроводника, электрический ток ВЗП часто течёт скачками, как вода, капающая из крана, из-за своих электростатических свойств. В ВЗП комбинированные эффекты закрепления и электростатических взаимодействий, вероятно, играют критическую роль в скачкообразном поведении тока ВЗП, как обсуждается в разделах ниже.
Приближение случайных фаз (ПСФ) — метод приближённого расчёта электронных свойств в физике конденсированного состояния и в ядерной физике. Впервые метод был представлен Дэвидом Бомом и Дэвидом Пайнсом как важный результат в серии основополагающих статей 1952 и 1953 годов. В течение десятилетий физики пытались включить эффект микроскопических квантово-механических взаимодействий между электронами в теорию. Приближение случайных фаз Бома и Пайнса объясняет слабое экранированное кулоновское взаимодействие и обычно используется для описания динамического линейного отклика электронных систем.
Связанное состояние — это сочетание двух или более фундаментальных строительных блоков, таких как частицы, атомы или тела, которые ведут себя как единый объект и для его разделения требуется энергия.
