La física cuántica, es también conocida como mecánica ondulatoria, es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas, en torno a 1.000 átomos, que empiezan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posición de una partícula, o su energía, o conocer simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula.Surgió a lo largo de la primera mitad del siglo XX en respuesta a los problemas que no podían ser resueltos por medio de la física clásica.
los dos principiosn de esta teoria son:
• Las partículas intercambian energía en múltiplos enteros de una cantidad mínima posible, denominado quantum (cuanto) de energía.
• La posición de las partículas viene definida por una función que describe la probabilidad de que dicha partícula se halle en tal posición en ese instante
Los historiadores fijan el punto de partida de la Física o Mecánica Cuántica en el año 1900, cuando el investigador alemán Max Planck propone la idea de “cuanto” de energía, esto es, que existen unidades de energía indivisibles, no es un continuo como afirmaba la Física Clásica.”Cuanto” viene del latín quantum, que significa “cantidad”, de ahí el nombre de la Mecánica Cuántica. Esta rama de la física estudia las manifestaciones que se producen a escala atómica, los comportamientos de las partículas que forman la materia y las fuerzas que las rigen. Las leyes de movimiento tradicionales no son las mismas para un auto en la carretera que para un electrón en su órbita.
La mayor dificultad que tuvo la Física Cuántica para ser entendida y aceptada es que trabaja con probabilidades, no con certezas, en cambio la Física Clásica es mucho más fácil de comprender y de manejar matemáticamente. El Principio de Incertidumbre, presentado en 1927 por el físico alemán Werner Heisenberg, dice que es imposible medir exactamente posición y velocidad de una partícula al mismo tiempo, por lo que sólo se pueden conocer las probabilidades de que un corpúsculo esté en determinado lugar a una velocidad dada, o que estando en un lugar definido pueda tener cierto rango de velocidad.
La Física Clásica sigue siendo utilizada para explicar y predecir fenómenos a escala terrestre y del Sistema Solar, pero no funciona a nivel atómico ni subatómico, donde la Mecánica Cuántica sí logra esclarecer e interpretar lo que sucede en el mundo de lo muy pequeño. Por su parte, la Relatividad entrega las herramientas para comprender lo que ocurre a enormes distancias y a muy altas velocidades.
Gracias al trabajo de Danah Zohar en su maravilloso libro di
vulgativo El yo cuantico, "Naturaleza y conciencia definidas por la fisica moderna" y al de otros científicos y divulgadores, se han dado principios importantes para la fisica A nivel subatómico, las unidades más pequeñas que se han detectado, pueden manifestarse como ondas o como partículas
· En 1927, Bohr afirmó que estos comportamientos corpuscular y ondulatorio no eran propiedades, sino dos representaciones complementarias que dependen de la interacción con el investigador y su instrumento de medida (Principio de complementareidad).
· En 1929 Heisenberg comprobó que no es posible medir simultáneamente la posición y la velocidad de las partículas subatómicas, ya que las propiedades análogas a la velocidad y la posición, que en el mundo subatómico son más vagas, adquieren consistencia únicamente en el momento de la medición. (Principio de indeterminación)
Esto significa que el observador altera lo observado por el simple hecho de su observación. Lo cual socava el supuesto clásico de la realidad objetiva, pero lo más impactante es que no es la unidad subatómica quien “decide” si se manifiesta como onda o como partícula, sino el observador.
· En 1930 Schröedinger desarrolló una ecuación que predice el comportamiento de una determinada partícula hasta un punto y a partir de ahí describe dos resultados igualmente probables para la misma unidad. En este punto, la ecuación se bifurca, de modo que la unidad tiene dos comportamientos diferentes en un mismo y único tiempo. En determinadas ocasiones, esta ramificación será seguida por otras hasta llegar a cuatro, ocho, dieciséis posibles resultados, ad infinitum. (Función onda partícula)
El nivel subatómico, la materia no existe con seguridad, sino más bien “muestra tendencia a existir”. Estas partículas no son puntos materiales clásicos, de localización precisa, sino que son paquetes de ondas (probabilistas), es decir, una superposición de movimientos (potenciales) en todas direcciones.
· En 1935 el mismo Schröedinger propone un experimento imaginario para poner de manifiesto los efectos del indeterminismo cuántico. Sugiere la colocación de un gato en una caja que contenga cierta cantidad de material radiactivo, junto con un contador Gaiger capaz de captar el inicio de la radiación, y que al ser estimulado active una corriente mortal para el gato. Puesto que el momento exacto en que se produce la radiación no puede ser calculado, propone parar el experimento justo cuando la probabilidad de la radiación fuera del cincuenta por ciento. A continuación pregunta: ¿Cuál sería el factor determinante para encontrar al gato vivo o muerto?
Así nombraron los físicos al año en que Albert Einstein publicó una serie de trabajos que revolucionaron la Física conocida hasta entonces, y abrieron las puertas a la llamada Física Cuántica y a la Relatividad.Los 4 artículos o “papers” fueron publicados en la revista científica alemana Annalen der Physik, entre marzo y septiembre de 1905, y trataban sobre el movimiento browniano, el efecto fotoeléctrico, y presentaban su Teoría Especial de la Relatividad y la equivalencia entre masa y energía.
El primer artículo, sobre el Movimiento Browniano, plantea un análisis matemático del movimiento aleatorio de los átomos, a partir de la observación del movimiento de granos de polen en el agua en reposo. Esta fue una prueba de la existencia real de los átomos, que aún no era totalmente aceptada por todos los hombres y mujeres de ciencia de la época.
En el segundo escrito sobre el Efecto Fotoeléctrico, Einstein señala que la luz puede transmitirse en unidades discretas, los “cuantos de luz”, que posteriormente fueron llamados fotones, revelando la dualidad onda-partícula de la luz. Einstein recibiría el premio Nobel de Física en 1921 por este trabajo, el que sería además pieza fundamental de la Mecánica Cuántica. La Teoría de la Relatividad Especial fue su tercera publicación. Originalmente llamada “Acerca de la Electrodinámica de los Cuerpos en Movimiento”, expone 2 importantes y revolucionarios postulados:1.- La velocidad de la luz es constante e independiente del movimiento relativo entre la fuente de luz y el observador.2.- No existen el espacio y el tiempo absolutos. Dependen de la posición y velocidad del observador.
La Equivalencia masa-energía fue el cuarto artículo, donde aparece su famosa ecuación E = mc2, que significa que la energía “E” de un cuerpo es igual a su masa “m” multiplicado por la velocidad de la luz al cuadrado, c2. Esta fórmula se utiliza para explicar cómo se produce la energía nuclear.
Estos trabajos serían un impulso fundamental a la nueva Física, contribuyendo al entendimiento de fenómenos en las esferas de lo muy pequeño y lo muy grande, abriendo paso a las Teorías Cuántica y de la Relatividad.
10 años más tarde, en 1915, Einstein publicó su Teoría de la Relatividad General, en la que reemplaza la Ley de Gravedad de Newton por una ecuación que explica la gravitación como una curvatura del espacio-tiempo. En 1919, durante un eclipse solar, se comprueba la deflexión de la luz por el campo gravitacional, tal como predijo la Teoría de la Relatividad General, dándole un gran reconocimiento a Einstein y sus postulados.
| año | descripción | teoría | autor |
| 1901 | cotización de la energía | constante de Plank, quark | Max Plank |
| 1905 | partículas independientes de energía(luz), radiación electromagnetica | relatividad, efecto fotoeléctrico | Albert Einstein |
| 1925 | evolucion de una particula, Estado incial y fienal del sistema | ecuación de schrödinger, Mecánica cuántica matricial | Erwin schrödinger, Werner heisenberg |
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