Qué es la Física Cuántica.

A finales del siglo XIX y principios del XX, los físicos se vieron obligados a mirar más allá de la mecánica Newtoniana para una teoría más general.

La teoría cuántica surgió a partir de observaciones y experimentos que no podían explicarse por la aplicación de la física clásica.

Básicamente, la física cuántica describe fenómenos que la física clásica no puede: el principio de incertidumbre,la dualidad onda-partícula, y el  entrelazamiento cuántico por ejemplo.

  Ideas fundamentales de la Física Cuántica:

1. La Energía no es contínua sino que  viaja en unidades discretas o quantums.

2. Las partículas elementales se  pueden comportan como ondas o como partículas.

3. El movimiento de las partículas es aleatorio.

4. Es Fisicamente imposible saber con exactitud la velocidad y posición de una partícula en un momento dado.Cuanto más se sabe de una, menos se sabe de la otra y viceversa.

5. La observación  altera irremediablemente el campo cuántico observado.(Efecto-observador.)

Mientras que la Física de Newton es capaz de calcular la órbita de los planetas y las transformaciones de energía de objetos en movimiento, por su parte la Física Cuántica específica, por ejemplo, de qué manera los electrones envuelven el núcleo atómico.

Parece que la física cuántica no tenga demasiado efecto en nuestro mundo diario hasta que recordamos que toda la materia,incluidos nosotros, no es más que un conjunto de átomos y partículas subatómicas.

Los principios de la  física cuántica  desafían nuestra  lógica e intuición.

Que un fotón se pueda comportar como onda o corpúsculo (dualidad onda-partícula), que no se pueda saber con exactitud la velocidad y posición de una partícula (principio de incertidumbre) o que un electrón pueda traspasar una barrera eléctrica aparentemente infranqueable (efecto tunneling) son cosas de un mundo diferente al que vivimos todos los dias.

La Física Cuántica ,es además el pilar clave en el puente que une materia y conciencia, estableciendo una nueva dimensión de conocimiento del cuerpo y de la mente incitando a una reflexión profunda con espíritu creativo sobre qué es lo que entendemos por realidad y cual es el papel de la conciencia en su construcción.

Así pues, la física Cuántica sin duda nos acerca a un nuevo paradigma, una nueva forma de entender el mundo.

Un mundo donde existen múltiples posibilidades de manifestación, donde la conciencia y la observación, juegan un papel fundamental en la construcción de la realidad,donde el hombre es partícipe y co-creador del mismo,un mundo donde existe la posibilidad de influencias instantáneas entre objetos independientemente de la distancia que los separe, un mundo donde el tiempo y el espacio pierden protagonismo y en el que aparentemente sólo existe el eterno ahora.

Bienvenido a Cuanticamania.

Chema r. Barroso.


Conceptos básicos en Física Cuántica.

(Esta información no pretende ser completa o exhaustiva, sino proporcionar a los no-físicos de  una manera   fácil, información sobre algunos de los conceptos fundamentales de la teoría cuántica).

Estado cuántico :

Un estado cuántico es la condición en la que existe un sistema cuántico, representado por el objeto matemático que describe el sistema cuántico.

Observable:

Un observable es una propiedad de un estado del sistema que puede ser determinada por una secuencia de operaciones físicas. Algunos ejemplos de los observables incluyen la energía, posición, momento y momento angular.

Medición :

Medición de un estado cuántico se describe generalmente por una distribución de probabilidad, determinada por el estado cuántico y los observables que describe la medición.


Cuantificación:

La cuantificación es un procedimiento para la construcción de una teoría de la física cuántica de una teoría de la física clásica de la fundación mediante la restricción de una cantidad variable de valores discretos en lugar de una serie continua de valores. Sin embargo, la física cuántica no asigna valores definidos a los observables del sistema, sino que más bien hace que las predicciones sobre la obtención de cada uno de los posibles resultados de la medición de los observables.

La función de onda:

Una función de onda es una ecuación de la teoría cuántica que describe matemáticamente la densidad de probabilidad de un objeto en el espacio y el tiempo. Se utiliza para describir la propagación de la onda asociada a una partícula o grupo de partículas.

Superposición :

Superposición es el fenómeno en el que un sistema cuántico existe en todos los estados posibles al mismo tiempo, durante el tiempo que permanece sin ser medido u observado.

Entrelazamiento :

El entrelazamiento cuántico describe un estado que no es completamente independiente de otros Estados, estén o no los objetos individuales separados espacialmente. Como resultado, las mediciones realizadas en un sistema parecen influir de forma instantánea en el otro sistema (s), de modo que ninguno de los estados entrelazados pueden considerarse aislados unos de otros.

No localidad :

No localidad describe la capacidad de objetos creados a partir del mismo estado definido,de permanecer interrelacionados y con capacidad de comunicarse incluso estando separados por grandes distancias.

La No-Localidad postula un principio holístico de inter-conexión que funciona a nivel Cuántico,contradiciendo o al menos cuestionando las afirmaciones localistas Cuánticas de la Física Newtoniana.

Decoherencia:


Decoherencia es el mecanismo por el cual el aparente colapso del estado de superposición (todos los estados posibles) en un estado definido solo se produce, a través de la propiedad de la decoherencia.

Eigenestado:

Un eigenstate es uno de muchos estados posibles que pueden existir antes de la decoherencia cuántica. Según la mecánica cuántica, una partícula como un fotón, apuntado a un espejo en un ángulo de 45 grados, no toma el camino que es descrito por la física clásica. Realmente , la partícula toma cada camino posible del espejo. Cada uno de aquellos caminos potenciales es un eigenstate. Una vez que un observador consciente mira a este sistema, la partícula "decide" que camino va a tomar, y ese eigenstate termina siendo el percibido..

El principio de incertidumbre (Heisenberg) :

El principio de incertidumbre establece que no se pueden medir con total precisión la velocidad y la posición de una partícula al mismo tiempo.

Cuanto más precisa es la medición de su posición,menos precisa es la posibilidad de medir su velocidad(o momentum).

Este principio tiene unas muy profundas implicaciones,tanto para el concepto Causa-Efecto clásico,como para la determinación de eventos en el pasado y en el futuro.

Dualidad onda-partícula :

Una partícula es un componente irreductible de la materia en el espacio / tiempo. Puede presentar propiedades, como la masa, la carga eléctrica, y el momento magnético que determinan la forma en que interactúa en el universo.
 Una partícula se mueve a lo largo de una trayectoria lineal. Una onda es una perturbación en el espacio-tiempo, que puede transferir energía de un punto a otro.
A diferencia de una partícula, una onda puede viajar a través del vacío (sin soporte). En lugar de limitarse a seguir una trayectoria lineal como una partícula, una onda se extiende a medida que viaja.
En la física cuántica, la dualidad onda-partícula consolida la partícula basado en las teorías de la física clásica con el comportamiento observado de la luz (aparentemente dualista). Se refiere al concepto de que toda la materia muestra características onda -partícula.
Desafíos de la dualidad onda-partículase  incluyen en las teorías sobre la dispersión de partículas ", metaparticles", y la Teoría WSM (Onda Estructura de la Materia) .

Complementariedad:


La complementariedad es el concepto de que las propiedades fundamentales de algunas entidades pueden manifestarse en forma contradictoria en diferentes momentos, dependiendo de las condiciones de observación. Indica que un objeto cuántico puede comportarse como una partícula o como onda, pero nunca simultáneamente como las dos ; o lo que es lo mismo;

Una fuerte manifestación de la naturaleza de las partículas (naturaleza ondulatoria) conduce a una menor manifestación de la naturaleza de onda (la naturaleza de las partículas).

La ecuación de Schrödinger:

La ecuación de Schrödinger es la ecuación fundamental de la física cuántica para describir el comportamiento mecánico.
Se utiliza para encontrar los niveles permitidos de energía de un sistema cuántico y nos permite predecir con precisión analítica el comportamiento de una función de onda.
Hay un tiempo-de forma dependiente de esta ecuación (utilizada para describir las ondas progresivas aplicables al libre movimiento de las partículas), así como el tiempo de forma independiente de esta ecuación (utilizada para describir las ondas estacionarias).
 La ecuación tiene una importancia central en la Mecánica Cuántica similar a la de las ecuaciones de Hamilton del movimiento en la mecánica clásica.


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