Física

Una Breve Descripción de la Increíble Física Cuántica

Cómo la mecánica cuántica explica el universo invisible.

La física cuántica es el estudio del comportamiento de la materia y la energía a nivel molecular, atómico, nuclear e incluso a niveles microscópicos más pequeños. A principios del siglo XX, los científicos descubrieron que las leyes que rigen los objetos macroscópicos no funcionan de la misma forma en reinos tan pequeños.

¿Qué significa Quantum? – «Quantum» viene del latín que significa «cuánto». Se refiere a las unidades discretas de materia y energía que se predicen y se observan en la física cuántica. Incluso el espacio y el tiempo, que parecen ser extremadamente continuos, tienen los valores más pequeños posibles.

¿Quién desarrolló la mecánica cuántica? – A medida que los científicos adquirieron la tecnología para medir con mayor precisión, se observaron fenómenos extraños . El nacimiento de la física cuántica se atribuye al artículo de 1900 de Max Planck sobre la radiación del cuerpo negro. El desarrollo del campo fue realizado por Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Richard Feynman, Werner Heisenberg, Erwin Schroedinger y otras figuras destacadas en el campo. Irónicamente, Albert Einstein tenía serios problemas teóricos con la mecánica cuántica e intentó durante muchos años refutarla o modificarla.

¿Qué tiene de especial la física cuántica? – En el ámbito de la física cuántica, observar algo influye realmente en los procesos físicos que tienen lugar. Las ondas de luz actúan como partículas y las partículas actúan como ondas (llamada dualidad onda-partícula). La materia puede ir de un lugar a otro sin moverse a través del espacio intermedio (llamado túnel cuántico). La información se mueve instantáneamente a través de grandes distancias. De hecho, en la mecánica cuántica descubrimos que todo el universo es en realidad una serie de probabilidades. Afortunadamente, se rompe cuando se trata de objetos grandes, como lo demuestra el experimento mental del gato de Schrodinger.

¿Qué es el entrelazamiento cuántico? – Uno de los conceptos clave es el experimento cuántico, que describe una situación en la que se asocian múltiples partículas de tal manera que la medición del estado cuántico de una partícula también impone restricciones a las mediciones de las otras partículas. Esto se ejemplifica mejor con la paradoja EPR. Aunque originalmente era un experimento mental, ahora se ha confirmado experimentalmente a través de pruebas de algo conocido como el teorema de Bell.

Óptica Cuántica – Es una rama de la física cuántica que se centra en el comportamiento de la luz, o fotones. En el nivel de la óptica cuántica, el comportamiento de los fotones individuales influye en la luz saliente, a diferencia de la óptica clásica, que fue desarrollada por Sir Isaac Newton. Los láseres son una aplicación que ha surgido del estudio de la óptica cuántica.

Electrodinámica cuántica (QED): La electrodinámica cuántica (QED) es el estudio de cómo interactúan los electrones y los fotones. Fue desarrollado a finales de 1940 por Richard Feynman, Julian Schwinger, Sinitro Tomonage, y otros. Las predicciones de QED con respecto a la dispersión de fotones y electrones tienen una precisión de once decimales.

Teoría del Campo Unificado – Es un conjunto de líneas de investigación que están tratando de reconciliar la física cuántica con la teoría de la relatividad general de Einstein, a menudo al tratar de consolidar las fuerzas fundamentales de la física.

Algunos tipos de teorías unificadas incluyen (con cierta superposición): Gravedad cuántica, Gravedad cuántica de bucle, Teoría de cuerdas / Teoría de supercuerdas / Teoría M, Teoría de gran unificación, Supersimetría, Teoría del todo.

Otros nombres de la física cuántica – La física cuántica es a veces llamada mecánica o la teoría cuántica de campos. También tiene varios subcampos, como se discutió anteriormente, que a veces se usan indistintamente con la física cuántica, aunque la física cuántica es en realidad el término más amplio para todas estas disciplinas.

Fuente: ToughtCo.

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