Diferencia entre revisiones de «Física/Física avanzada/Mecánica cuántica»
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=== La naturaleza de la luz ===
A principios de siglo los físicos no parecían ponerse de acuerdo acerca de si la radiación electromagnética estaba
Stephen Hawking expresa la dualidad de la siguiente manera: “concepto de la mecánica cuántica según el cual no hay diferencias fundamentales entre partículas y ondas: las partículas pueden comportarse como ondas y viceversa.”
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=== El Principio de Incertidumbre ===
Si existe un momento crucial en el desarrollo de la teoría cuántica, seguramente sea la noche que el joven
En física clásica, consideramos que tenemos un sistema completamente caracterizado si conocemos las posiciones y el momento de todas sus partículas en un instante dado. Al analizar mentalmente un sistema que constara de un sólo electrón
En general, cuando un sistema es lo suficientemente pequeño, no existen métodos físicamente posibles de observarlo sin alterar considerablemente su estado. Volviendo sobre el ejemplo anterior, para que un fotón incida sobre una partícula deberá tener una longitud de onda inferior al diámetro de esa partícula para poder interaccionar, en caso contrario la partícula resultará transparente al fotón. Sabemos que la energía de un fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda, concretamente:
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E = h c / λ
El
Para comprender este principio es imprescindible que reflexionamos acerca del proceso que denominamos "observar" o "medir". En un experimento, cuando tratamos de extraer información de un sistema utilizamos un aparato de medida, que al entrar en contacto con el sistema observado, es alterado por éste. Debemos escoger nuestro aparato de medida de manera que esa alteración sea despreciable en comparación a la magnitud de lo que estamos midiendo. Por ejemplo, imaginemos que queremos medir la temperatura de un líquido caliente e introducimos en él un termómetro: el líquido cede parte de su calor al mercurio de nuestro termómetro. Esta cesión de calor ha
== Reacciones adversas e interpretaciones ==
En pleno auge de la mecánica cuántica, varios físicos de renombre se mostraron abiertamente escépticos con sus conclusiones. Cabe destacar a Planck, que nunca gustó de su propia criatura, a Einstein, cuya frase "Dios no juega a los dados", para bien o para mal, pasaría a la historia, o a
Hoy en día es generalmente aceptado entre los físicos que la llamada interpretación de Copenhage de la mecánica cuántica, debida sobre todo a Bohr, es una forma bastante radical y contraintuitiva de interpretar la descripción estadística de la realidad que nos proporciona la teoría cuántica. Lamentablemente, esta interpretación y sus imágenes asociadas están tan imbuidas en la cultura popular que a menudo se llegan a confundir con la teoría misma. En otras palabras, la teoría cuántica no afirma que el gato de
▲En pleno auge de la mecánica cuántica, varios físicos de renombre se mostraron abiertamente escépticos con sus conclusiones. Cabe destacar a Planck, que nunca gustó de su propia criatura, a Einstein, cuya frase "Dios no juega a los dados", para bien o para mal, pasaría a la historia, o a Schroedinger, cuyo famoso experimento del gato forma también parte de la memoria colectiva. Paradójicamente todos estos físicos hicieron contribuciones fundamentales a la Mecánica Cuántica, pero se negaron a aceptar las conclusiones a las que parecía conducir el desarrollo de dicha teoría. O al menos se negaron a compartir las conclusiones interpretativas más polémicas.
La crítica a las interpretaciones más extravagantes puede entenderse muy bien con un experimento macroscópico: Imaginemos que ponemos sobre una mesa dos sobres que contienen uno la letra A y el otro la letra B. Decimos a alguien que ignora el contenido que escoja uno de los sobres y se lo lleve a la otra punta del planeta. En el momento en que esa persona lo observe, podrá conocer el contenido tanto de su sobre como del otro sobre que dejó sobre la mesa, aunque se encuentre a kilómetros de distancia, sin violar ninguna ley física ni la velocidad de la luz. Por otra parte, antes de abrir el sobre podrá calcular perfectamente la probabilidad de que su sobre contenga la letra A y repetir el resultado de forma consistente a lo largo de una multitud de experimentos.
▲Hoy en día es generalmente aceptado entre los físicos que la llamada interpretación de Copenhage de la mecánica cuántica, debida sobre todo a Bohr, es una forma bastante radical y contraintuitiva de interpretar la descripción estadística de la realidad que nos proporciona la teoría cuántica. Lamentablemente, esta interpretación y sus imágenes asociadas están tan imbuidas en la cultura popular que a menudo se llegan a confundir con la teoría misma. En otras palabras, la teoría cuántica no afirma que el gato de Schroedinger esté una superposición de estados hasta que abramos la caja, ni que existan universos paralelos. Estas son interpretaciones posibles de la realidad que subyace a una teoría que sólo es capaz de proporcionar resultados estadísticos, acaso porque hayamos alcanzado un límite intrínseco de lo que nos es cognoscible. En cualquier caso, aunque estos temas todavían despiertan controversia, donde sí existe unanimidad es en el reconocimiento de que la teoría cuántica está sobradamente corroborada por la experimentación.
▲La crítica a las interpretaciones más extravagantes puede entenderse muy bien con un experimento macroscópico: Imaginemos que ponemos sobre una mesa dos sobres que contienen uno la letra A y el otro la letra B. Decimos a alguien que ignora el contenido que escoja uno de los sobres y se lo lleve a la otra punta del planeta. En el momento en que esa persona lo observe, podrá conocer el contenido tanto de su sobre como del otro sobre que dejó sobre la mesa, aunque se encuentre a kilómetros de distancia, sin violar ninguna ley física ni la velocidad de la luz. Por otra parte, antes de abrir el sobre podrá calcular perfectamente la probabilidad de que su sobre contenga la letra A y repetir el resultado de forma consistente a lo largo de una multitud de experimentos. Si nembargo, para interpretar lo ocurrido no echamos mano de universos paralelos ni superposiciones de estados. La mecánica cuántica es contraintuituva en muchos sentidos, pero las interpretaciones tradicionales la hacen más difícil de entender si cabe.
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