Divulgación ¿Mecánica cuántica?

[Entro]

Bueno esto en realidad no es post, es más bien un experimento que me gustaría hacer. En principio todos nosotros, aficionados, estudiantes, licenciados, doctores y físicos en activo tendremos alguna idea acerca de la mecánica cuántica. El caso es que me interesa mucho conocer las opiniones sobre la cuántica de todo el mundo.


Dejaré una preguntas como guía, aunque cada uno que diga lo que quiera y lo ideal sería iniciar una mega discusión sobre el tema:


¿Qué es la cuántica?

¿Qué es difícil de entender de la cuántica?

¿Qué te fascina de la cuántica?

¿Piensas que es una teoría final o habrá que mejorarla en algún momento?

Saludos

[Dj_jara]

Re: ¿Mecánica cuántica?

Bueno a ver que sale, no se que voy a contestar si no tengo ni idea

¿Qué es la cuántica?

Una teoría física que intenta explicar el comportamiento de átomos, electrones....

¿Qué es difícil de entender de la cuántica?

me boto esta porque sería ilógico que la contestara cuando no tengo ni idea.

¿Qué te fascina de la cuántica?

Principalmente mmm... que no tengo ni idea y la gran aplicación que parece tener tanto en física como en otros temas como química, electrónica...

¿Piensas que es una teoría final o habrá que mejorarla en algún momento?

De nuevo imposible de contestar, aunque bueno, si mecánica cuántica es "incompatible" con relatividad general, decir que una es teoría final implica que la otra habría que mejorarla.

[Ricardo G. Silveira]

Re: ¿Mecánica cuántica?

[FONT=Verdana]¿Qué es la cuántica?[/FONT]

[FONT=Times New Roman]Bueno yo soy aficionado y por lo tanto no puedo dar más que una opinión muy superficial. De la cuántica se que se basa en la observación de que todas las formas de energía se liberan en unidades discretas o paquetes llamados cuantos y la teoría cuántica sólo permite normalmente cálculos probabilísticos o estadísticos de las características observadas de las partículas elementales, entendidos en términos de funciones de onda.[/FONT]

[FONT=Verdana]¿Qué es difícil de entender de la cuántica?[/FONT]

[FONT=Times New Roman]Para mi todo[/FONT]

[FONT=Verdana]¿Qué te fascina de la cuántica?[/FONT]

[FONT=Times New Roman]Bueno, no es que me fascina, si no que se que es imprescindible a la hora de entender las partículas elementales.[/FONT]

[FONT=Verdana]¿Piensas que es una teoría final o habrá que mejorarla en algún momento?[/FONT]

[FONT=Times New Roman]No, claro que no es una teoría final, el santo grial de la física tendría que ser una teoría cuántica de la gravedad o LQG, que es la teoría que combina a las otras dos teorías incompatibles (mecánica cuántica y relatividad general) y que compite con la otra candidata, la teoría de cuerdas.[/FONT]

[FONT=Times New Roman]PD: Aquí pongo algunas citas de la mecánica cuántica.[/FONT]

[FONT=Times New Roman]"Aquellos que no quedaron disgustados, la vez que se iniciaron con la mecánica cuántica, seguramente no la entendieron." [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Niels Bohr [/FONT]

[FONT=Times New Roman]"No me gusta y me disgusta haber tenido que ver con ella." [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Erwin Schrödinger [/FONT]

[FONT=Times New Roman]"Pasé diez años de mi vida probando la ecuación de Einstein de 1905, y contra mis expectativas, en 1915 tuve que sostener su clara verificación a pesar de su irracionalidad." [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Robert Millikan [/FONT]

[FONT=Times New Roman]"Pienso que se puede afirmar tranquilamente que nadie entiende la mecánica cuántica... No te pongas a repetir, si puedes evitarlo '¿pero cómo puede ser así?' porque te irás por una coladera hacia un callejón sin salida del que nadie ha escapado. Nadie sabe cómo puede ser así." [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Richard P. Feynman [/FONT]

[FONT=Times New Roman]"El día que entienda la física cuántica podré decir que comprendo a las mujeres" [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Anónimo [/FONT]

[FONT=Times New Roman]Saludo [/FONT]

[Entro]

Re: ¿Mecánica cuántica?

Bueno, parece que la gente se ha animado poco, sin embargo entiendo que este tipo de hilos se pueden volver muy útiles porque pueden aclarar algunos conceptos y plantear nuevas preguntas que en un foro de física suelen ser recurrentes. Así tendremos un sitio donde redirigir cosas ya discutidas.

Bueno a ver que sale, no se que voy a contestar si no tengo ni idea

Como nos pasa a todos.

Una teoría física que intenta explicar el comportamiento de átomos, electrones....

No solo, es una teoría física que intenta explicar el comportamiento de los sistemas en los cuales los procesos físicos ponen en juego una energía del orden de la dada por la constante de Planck. Esto usualmente se da en átomos, electrónes, etc, pero también en sistemas macroscópicos.

Fenómenos de superconductividad, fenómenos de condensación de bosones, fenómenos de quantización de la resistividad eléctrica (Efecto Hall cuántico), no están asociados a tamaños pequeños.

Así que la escala típica cuántica no está asociada al tamaño sino a sus energías.

De nuevo imposible de contestar, aunque bueno, si mecánica cuántica es "incompatible" con relatividad general, decir que una es teoría final implica que la otra habría que mejorarla.

Pero cuál, ¿relatividad general o cuántica?

[Entro]

Re: ¿Mecánica cuántica?

Bueno yo soy aficionado y por lo tanto no puedo dar más que una opinión muy superficial. De la cuántica se que se basa en la observación de que todas las formas de energía se liberan en unidades discretas o paquetes llamados cuantos

Este es un punto delicado, pero la cuántica no dice que todo esté discretizado sólo que en algunas ocasiones las magnitudes físicas se discretizan. Lo interesante es que la cuántica te dice cuando se discretiza una magnitud y cuando no. Hay sistemas cuánticos de energía continua.

Aunque es cierto que historicamente lo primero que se vió fué un sistema donde la energía estaba cuantizada en paquetes.

y la teoría cuántica sólo permite normalmente cálculos probabilísticos o estadísticos de las características observadas de las partículas elementales, entendidos en términos de funciones de onda.

Efectivamente, no predice resultados únicos de los experimentos, sólo da la probabilidad de obtener un resultado de un conjunto posible de ellos.

Bueno, no es que me fascina, si no que se que es imprescindible a la hora de entender las partículas elementales.

Y los transistores, y los microondas, y los laseres, y por qué circula corriente cuando uno dos hilos de cobre enrollandolos uno alrededor del otro (cosa que clasicamente es imposible), y por qué la materia es sólida, etc...

No, claro que no es una teoría final, el santo grial de la física tendría que ser una teoría cuántica de la gravedad o LQG, que es la teoría que combina a las otras dos teorías incompatibles (mecánica cuántica y relatividad general) y que compite con la otra candidata, la teoría de cuerdas.

Lo curioso es que tanto cuerdas como LQG usan la cuántica usual. Bueno, eso no es cierto, cuerdas usa cuántica usual, y LQG usa una variación de la usual. Sin embargo todo apunta a que se está llegando a un punto donde hay que revisar la cuántica para poder avanzar más.

[FONT=Times New Roman]"Aquellos que no quedaron disgustados, la vez que se iniciaron con la mecánica cuántica, seguramente no la entendieron." [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Niels Bohr [/FONT]

Efectivamente, creo que todos sentimos lo mismo frente a la cuántica, es la típica situación de: ¿Qué me estas contando?

[FONT=Times New Roman]"No me gusta y me disgusta haber tenido que ver con ella." [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Erwin Schrödinger [/FONT]

Esta es una postura filosófica, no tiene nada que ver con ciencia, simplemente es que no le gustaba la perdida del control clásico de la teoría. Es una posición respetable pero no científica.

[FONT=Times New Roman]"Pasé diez años de mi vida probando la ecuación de Einstein de 1905, y contra mis expectativas, en 1915 tuve que sostener su clara verificación a pesar de su irracionalidad." [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Robert Millikan [/FONT]

Clara muestra de honestidad.

[FONT=Times New Roman]"Pienso que se puede afirmar tranquilamente que nadie entiende la mecánica cuántica... No te pongas a repetir, si puedes evitarlo '¿pero cómo puede ser así?' porque te irás por una coladera hacia un callejón sin salida del que nadie ha escapado. Nadie sabe cómo puede ser así." [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Richard P. Feynman [/FONT]

Esta es una cita controvertida, de parte de un tio que entendía muy bien la cuántica. Sin embargo, lo que está diciendo aquí es que no podemos entender la cuántica en términos usuales, por lo tanto no la entendemos.

Entender algo es poder explicarlo, para poder explicarlo hemos de tener experiencias relacionadas para poder emular lo que queremos decir y explicar, por esto dice Feynnan que nadie entiende la cuántica. Pero en este preciso sentido.

Esta es una cita muy empleada para decir que la cuántica no tiene sentido, cosa que Feynman no pensaba.

Es como si yo tomo esta cita de Richard:

La educación es totalmente inutil salvo en los casos que es totalmente innecesaria.

Y con ello digo que Feynman estaba en contra de los colegios, institutos y universidades.


Saludos

[Dj_jara]

Re: ¿Mecánica cuántica?

Pero cuál, ¿relatividad general o cuántica?

Me tomare la o de forma no exclusiva . Sin tener ni idea yo optaría porque hay que mejorar las dos.

[pepito]

Re: ¿Mecánica cuántica?

No recuerdo muy bien las preguntas pero voy a ello. La mec. cuántica, según has respondido, trata cuando se dan unas condiciones especiales, en este caso unidades de energía pequeñas. Es decir, Planck dijo que la energía no era contínua, sino que se daba en múltiplos de un ladrillo fundamental, la constante de Planck. Por tanto no puede haber menos energía que esa ni mitades ni eso, sino múltiplos de esa constante. Por eso yo establecía en otra sección una comparación con el ejemplo de las moléculas de dos colores y su número en relación a poder observar una evolución reversible o marcadamente irreversible (cuando son muchas nunca se volverá a obtener una configuración incialmente ordenada pero cuando son pocas si es posible). Haber, una precisión, Entro ha dicho que se da cuando los sistemas tienen poca energía, pero si no recuerdo mal Feynmann viene a decir que el electrón, a diferencia de la bala de cañon, adquiere hábitos de onda como la interferencia cuando se dispara eso, un único electrón. Pero pasa lo mismo cuando lo que se dispara es un protón? Un único protón disparado a través de un agujerito produce franjas de interferencia en una pantalla detectora de los impactos? Y un electrón? Y un haz de luz? Creo, si no me equivoco, que un haz de luz sí. Y un haz de luz puede ser todo lo energético que queramos, no? Me refiero en total, en términos absolutos. Luego tiene que ver con cantidades pequeñas de energía, o de energía sin masa, o de frecuencia de vibración? En EM se clasifican las ondas por las frecuencias de vibración, siendo los fotones de la luz visible característicos por una determinada frecuencia o rango de ellas. A qué otras entidades se les ha visto a dualidad onda partícula? Creo que al electrón se le ha visto o experimentado. Al fotón tb? O sólo se ha visto su comportamiento como onda? Y al protón? Estas cuestiones básicas elementales estaría bien si alguien las pudiera ir dejando claras.

[Entro]

Re: ¿Mecánica cuántica?

No recuerdo muy bien las preguntas pero voy a ello. La mec. cuántica, según has respondido, trata cuando se dan unas condiciones especiales, en este caso unidades de energía pequeñas. Es decir, Planck dijo que la energía no era contínua, sino que se daba en múltiplos de un ladrillo fundamental, la constante de Planck.

Planck dio una constante universal, una energía por tiempo, que cuando no era despreciable entrabamos en el rango cuántico de la naturaleza.

Lo que no dijo es que todo estuviera cuantizado o discretizado. Lo que dijo es que en un sistema especial, el cuerpo negro, la energía estaba cuantizada.

Por tanto no puede haber menos energía que esa ni mitades ni eso, sino múltiplos de esa constante. Por eso yo establecía en otra sección una comparación con el ejemplo de las moléculas de dos colores y su número en relación a poder observar una evolución reversible o marcadamente irreversible (cuando son muchas nunca se volverá a obtener una configuración incialmente ordenada pero cuando son pocas si es posible).

Pero eso no es correcto porque hay sistemas donde la energía puede tomar cualquier valor.

Haber, una precisión, Entro ha dicho que se da cuando los sistemas tienen poca energía, pero si no recuerdo mal Feynmann viene a decir que el electrón, a diferencia de la bala de cañon, adquiere hábitos de onda como la interferencia cuando se dispara eso, un único electrón. Pero pasa lo mismo cuando lo que se dispara es un protón? Un único protón disparado a través de un agujerito produce franjas de interferencia en una pantalla detectora de los impactos? Y un electrón? Y un haz de luz? Creo, si no me equivoco, que un haz de luz sí. Y un haz de luz puede ser todo lo energético que queramos, no? Me refiero en total, en términos absolutos. Luego tiene que ver con cantidades pequeñas de energía, o de energía sin masa, o de frecuencia de vibración? En EM se clasifican las ondas por las frecuencias de vibración, siendo los fotones de la luz visible característicos por una determinada frecuencia o rango de ellas.

Fotones, electrones, protones, neutrones átomos e incluso moléculas...

La visión clásica de onda electromagnética es la que se usa para describir desde el visible en adelante, en términos de longitudes de donda.

Para radiación mas energética aparece la descripción en términos de fotones. Y eso es porque en las interacciones la energía puesta en juego por unidad de tiempo es del orden de la energía de Planck.

A qué otras entidades se les ha visto a dualidad onda partícula? Creo que al electrón se le ha visto o experimentado. Al fotón tb? O sólo se ha visto su comportamiento como onda? Y al protón? Estas cuestiones básicas elementales estaría bien si alguien las pudiera ir dejando claras.

Electrones, protones, neutrones, particulas alfa, atomos y moléculas.

[u_maligno]

Re: ¿Mecánica cuántica?

¿Qué es la cuántica?

El recreo de las magnitudes físicas.

¿Qué es difícil de entender de la cuántica?

Cómo cambia el comportamiento de las magnitudes físicas cuando no hay profesores delante.

¿Qué te fascina de la cuántica?

Lo fácil que es llegar a teorías disparatadas a partir de ella .

¿Piensas que es una teoría final o habrá que mejorarla en algún momento?

Lo segundo, claro.

[chap]

Re: ¿Mecánica cuántica?

De acuerdo Entro, jugaremos.

1. ¿Qué es la teoría cuántica? Es la manera de abordar el micromundo sin
cargarse sobre las espaldas la tarea ímproba de averiguar en qué parte
de la electrodinámica clásica subyace la distribución de la radiación en
unidades discretas. Y sobre todo sin cargarse la tarea de deducir de la
electrodinámica clásica las propiedades detalladas de esas unidades.
Consecuentemente es la manera de eliminar el nudo gordiano sin
desatarlo, es decir cortarlo cuando ya no hay más tiempo para seguir
intentando desanudarlo. Planck dedicó mucho esfuerzo de investigación
a encontrar dentro de la electrodinámica clásica las pautas de la
distribución discreta. No lo logró completamente y expresó una opinión
final al respecto, sugiriendo que alguna vez los físicos necesitarán
prestar más atención a ese eslabón perdido para posibilitar el avance
de la física por caminos tan certeros como han sido los caminos que
históricamente siempre ha transitado. El párrafo anterior no es
producto de un ataque nostálgico, sino de tener razones sólidas para
afirmar que la tarea es posible.

2. ¿Qué es difícil de entender de la cuántica? Nada. Al menos nada de lo
que pertenece a los cursos estudiantiles. Lo difícil es ACEPTAR los
enuciados sin sentir una frustración bastante grande. Y cuando ya
entras a un tema con una carga grande de frustración es poco probable
que el 100% de tu capacidad esté al servicio de eso. Entonces se te
hace difícil. Los profesores han intentado técnicas variadas para paliar
los efectos de la frustración. Pero la conciencia humana es griegamente
terca reclamando en todos los asuntos un LOGOS que satisfaga al
espíritu. Y ese logos todavía no ha sido mostrado.

3. ¿Qué te fascina de la cuántica? La exactitud, la potencia, los alcances
y las implicaciones. La solidez de su contrucción lógica.
Independientemente de tu frustración, si sigues las reglas y las aplicas
rigurosamente puedes confiar en los resultados que obtengas, por muy
inesperados que resulten. Es como tener un experto en lógica dentro
del grupo de tareas. Siempre logra aportar esquemas acertados a pesar
de no concentrarse en los detalles descriptivos del asunto que se está
analizando.

4. ¿Piensas que es una teoría final o habrá que mejorarla en algún
momento? Es una teoría completa y bien lograda, que tiene la virtud
de acotar objetivamente su ámbito de aplicación. Nadie puede usarla
para lo que no es pertinente sin violar algún postulado propio de esa
teoría. Con buena voluntad agregaré la pregunta siguiente. ¿Es la
teoría cuántica el punto final en el camino evolutivo de la física? A
esta pregunta respondo NO. La geometría euclidiana es impecable,
acota objetivamente su ámbito de aplicación y dentro de él es
completa. Pero aún así no fue el fin del camino en las investigaciones
de los geómetras. La geometría euclídea y la teoría cuántica no tienen
errores y no necesitan mejoras. Son perfectas para los ámbitos que sus
postulados respectivos acotan. Pero por favor chicas y chicos de la física,
hagan todo el esfuerzo posible para dilucidar los asuntos que la cuántica
ni se propone ni puede dilucidar.

Ahhh... ¡ Uf ! ... Ahora sí, después de secar la catarata de sudor de mi
cuero cabelludo os envio mi mejor saludo.

[jose luis vasquez]

Re: ¿Mecánica cuántica?

Estimado Entro: Para nada la fisica cuantica puede considerarse una teoria final. Recuerda que la teoria cuantica da resultados muy precisos en ambientes sub-atomicos, pero cuando se aplica a el mundo de dimensiones cotidianas o astronomicas falla completamente. Lo opuesto ocurre con la fisica relativista, que predice muy bien en ambientes de alta masa y de altas velocidades ( alta energia) pero fracasa en entornos sub-atomicos. Te recomiendo que leas ELEMENTOS DE FSICA MODERNA, de Americo Peraza. Ed. Trillas Hasta pronto

[jose luis vasquez]

Re: ¿Mecánica cuántica?

[FONT='Verdana','sans-serif']La mecánica cuántica es un marco conceptual que sirve para comprender las propiedades microscópicas del universo. Además, del mismo modo que la relatividad especial y la relatividad general exigen unos cambios radicales en nuestro modo de ver el mundo cuando los objetos se mueven con gran rapidez o tienen una gran masa, la mecánica cuántica revela que el universo tiene unas propiedades asombrosas, cuando se examina a escalas de distancias atómicas o subatómicas. [/FONT]

[Entro]

Re: ¿Mecánica cuántica?

Estimado Jose Luis, permite ciertos comentarios:

Estimado Entro: Para nada la fisica cuantica puede considerarse una teoria final.

En eso estamos de acuerdo. Salvo por un matiz, las teorías más potentes que dicen ser de total unificación y las que implementan gravedad y cuántica aceptan la cuántica sin más, lease teoría de cuerdas.

Recuerda que la teoria cuantica da resultados muy precisos en ambientes sub-atomicos, pero cuando se aplica a el mundo de dimensiones cotidianas o astronomicas falla completamente.

Eso no es correcto, la cuántica explica fenómenos macroscópicos que la clásica no puede, como por ejemplo los condensados de Einstein-Bose, la superconductividad, etc. Aparte explica la estabilidad de la materia y también por qué dos hilos de cobres enrollados siguen transportando corriente eléctrica. Explica los fenómenos de cuerpo negro, sin importar su tamaño, y muchas características de los sistemas tecnológicos actuales, como los transistores.

Lo opuesto ocurre con la fisica relativista, que predice muy bien en ambientes de alta masa y de altas velocidades ( alta energia) pero fracasa en entornos sub-atomicos.

La relatividad especial y la cuántica se llevan de maravilla, de su unión surge la teoría cuántica de campos.

Hasta pronto.

[_FoX_]

Re: ¿Mecánica cuántica?

¿Qué es la cuántica?

La cuántica es una forma de combatir un mundo incomprensible con algo incomprensible.

¿Qué es difícil de entender de la cuántica?

Supongo que todo en ella es difícil.

¿Qué te fascina de la cuántica?

Que experimentalmente funciona de maravilla.

¿Piensas que es una teoría final o habrá que mejorarla en algún momento?

No, pienso que es una teoría que se puede llegar a mejorar, para mí es un caos, espero que alguna vez se llegue a una teoría más comprensible y estable.

[[Beto]]

Re: ¿Mecánica cuántica?

Supongo que todo en ella es difícil.

Eso depende, seguro y ahora si necesitas aprender más para comprenderla, pero vas a ver cuando la conozcas formalmente no se te hará tan difícil.