Quantum mechanics

¡Todo lo que quieres saber sobre la mecánica cuántica!

Mecánica cuántica

¿Qué es la mecánica cuántica?

La mecánica cuántica es el conjunto de leyes científicas que describen el extraño comportamiento de los fotones, electrones y otras partículas que componen el universo.

La mecánica cuántica es la rama de la física relacionada con lo muy pequeño. El resultado es lo que pueden parecer conclusiones muy extrañas sobre el mundo físico. A la escala de los átomos y los electrones, muchas de las ecuaciones de la mecánica clásica, que describen cómo se mueven las cosas a tamaños y velocidades cotidianos, dejan de ser útiles. En la mecánica clásica, los objetos existen en un lugar específico en un momento específico. Sin embargo, en la mecánica cuántica, los objetos existen en una neblina de probabilidad; tienen una cierta probabilidad de estar en el punto A, otra probabilidad de estar en el punto B y así sucesivamente.

Mecánica cuántica (QM; también conocida como física cuántica, teoría cuántica, modelo mecánico ondulatorio o modelo matricial). mecánica), incluida la teoría cuántica de campos, es una teoría fundamental en física que describe la naturaleza en las escalas más pequeñas de niveles de energía de átomos y partículas subatómicas.

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La trilogía del gato de Schrödinger

La trilogía del gato de Schrödinger es una trilogía de novelas del escritor estadounidense Robert Anton Wilson que consta de The Universe Next Door, The Trick Top Hat y The Homing Pigeons, cada uno de los cuales ilustra una interpretación diferente de la física cuántica. Wilson también es coautor de The Illuminatus! Trilogía, y El gato de Schrödinger es una especie de secuela, que reutiliza varios de los mismos personajes y continúa con muchos de los temas del trabajo anterior.

Inyección de túnel

La inyección de túnel es un efecto de emisión de electrones de campo; específicamente un proceso cuántico llamado túnel de Fowler-Nordheim, mediante el cual se inyectan portadores de carga a un conductor eléctrico a través de una fina capa de un aislante eléctrico.

Combinatoria y física

Física combinatoria o combinatoria física es el área de interacción entre la física y la combinatoria.

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Introducción

La mecánica cuántica es una teoría fundamental de la física que describe las propiedades físicas de la naturaleza a escala de átomos y partículas subatómicas. Se basa en la idea de que la energía, el momento, el momento angular y otras cantidades están cuantificadas, lo que significa que sólo pueden existir en valores discretos. Esta cuantificación conduce a muchos fenómenos inusuales y contrarios a la intuición, como la dualidad, la superposición y el entrelazamiento onda-partícula.

Dualidad onda-partícula

Uno de los aspectos más fundamentales de la mecánica cuántica es la dualidad onda-partícula. Este principio establece que toda la materia tiene propiedades tanto de onda como de partícula. Por ejemplo, la luz puede comportarse como una onda cuando se difracta a través de una rendija estrecha, pero también puede comportarse como una partícula cuando interactúa con la materia.

Superposición

La superposición es otro concepto importante en la mecánica cuántica. Afirma que un sistema cuántico puede existir en múltiples estados simultáneamente. Por ejemplo, un electrón puede estar en una superposición de giro hacia arriba y hacia abajo. Esto contrasta con la física clásica, donde un objeto sólo puede estar en un estado a la vez.

Enredo

El entrelazamiento es un fenómeno cuántico.Ocurre cuando dos o más partículas están unidas de tal manera que el estado de una partícula no se puede describir independientemente del de la otra. Esto significa que si se mide una partícula, el estado de la otra se conoce instantáneamente, incluso si las partículas están separadas por una gran distancia.

Aplicaciones

La mecánica cuántica tiene una amplia gama de aplicaciones en la tecnología moderna. Por ejemplo, se utiliza en el desarrollo de láseres, transistores y otros dispositivos electrónicos. También se utiliza en el estudio de la ciencia de los materiales, la química y la biología.

Historia

El desarrollo de la mecánica cuántica comenzó a principios del siglo XX con los trabajos de Max Planck, Albert Einstein y Niels Bohr. Planck propuso que la luz está cuantificada y Einstein demostró que el efecto fotoeléctrico podría explicarse mediante la cuantificación de la luz. Luego, Bohr desarrolló un modelo del átomo que incorporaba la cuantificación de niveles de energía.

En la década de 1920, Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg desarrollaron las formulaciones de la mecánica ondulatoria y la mecánica matricial de la mecánica cuántica, respectivamente. Posteriormente se demostró que estas dos formulaciones eran equivalentes.

Desarrollos modernos

La mecánica cuántica sigue siendo un área de investigación activa en la actualidad. Algunos de los avances más recientes en este campo incluyen el desarrollo de computadoras cuánticas, el estudio del entrelazamiento cuántico y la exploración de los fundamentos de la mecánica cuántica.

Conclusión

La mecánica cuántica es una teoría fundamental de la física que ha revolucionado nuestra comprensión del mundo a nivel atómico y subatómico. Es una teoría compleja y desafiante, pero también es una de las teorías más exitosas e importantes de toda la ciencia.