{"id":123,"date":"2017-09-19T18:48:39","date_gmt":"2017-09-19T16:48:39","guid":{"rendered":"https:\/\/ociodigitalsite.wordpress.com\/?p=123"},"modified":"2025-07-25T19:56:00","modified_gmt":"2025-07-25T17:56:00","slug":"la-mecanica-cuantica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/la-mecanica-cuantica\/","title":{"rendered":"La Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica"},"content":{"rendered":"<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica es la rama de la f\u00edsica relativa a lo muy peque\u00f1o.<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Lo que puede parecer ser algunas conclusiones muy extra\u00f1as sobre el mundo f\u00edsico. En la escala de \u00e1tomos y electrones, muchas de las ecuaciones de la mec\u00e1nica cl\u00e1sica, que describen c\u00f3mo las cosas se mueven en tama\u00f1os y velocidades cotidianas, dejan de ser \u00fatiles.<\/p>\n\n\n\n<p>En la mec\u00e1nica cl\u00e1sica, los objetos existen en un lugar espec\u00edfico en un momento espec\u00edfico. Sin embargo, en la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, los objetos en su lugar existen en una nube de probabilidad.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe title=\"\u00bfQu\u00e9 es la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica?\" width=\"1200\" height=\"675\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/zOX-gbH7J64?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><figcaption>V\u00eddeo by Date un Voltio<br><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<blockquote><h3><strong>Tienen una cierta posibilidad de estar en el <span style=\"color: #ff6600;\">punto A<\/span>, o de encontrarse en el <span style=\"color: #3366ff;\">punto B<\/span> y as\u00ed sucesivamente.<\/strong><\/h3><\/blockquote>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong><span style=\"color: #24678d;\">Tres principios revolucionarios<\/span><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>\u200bLa <span style=\"color: #333333;\">mec\u00e1nica cu\u00e1ntica<\/span> (MQ) se desarroll\u00f3 hace algunas d\u00e9cadas, comenzando como un conjunto de pol\u00e9micas explicaciones matem\u00e1ticas de experimentos que la mec\u00e1nica cl\u00e1sica no pod\u00eda explicar.<\/p>\n\n\n\n<p>Comenz\u00f3 a principios del siglo XX, aproximadamente en la misma \u00e9poca en que <strong>Albert Einstein<\/strong> public\u00f3 su teor\u00eda de la relatividad, una revoluci\u00f3n matem\u00e1tica separada en la f\u00edsica que describe el movimiento de las cosas a altas velocidades.<\/p>\n\n\n\n<p>A diferencia de la relatividad, los or\u00edgenes de la MQ no pueden atribuirse a ning\u00fan cient\u00edfico. M\u00e1s bien, varios cient\u00edficos contribuyeron a una fundaci\u00f3n de tres principios revolucionarios que gradualmente ganaron aceptaci\u00f3n y verificaci\u00f3n experimental entre 1900 y y 1930. Siendo las:<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Propiedades cuantificadas, Part\u00edculas de luz y Ondas de materia.<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"321\" src=\"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/banner-982162_1920-1024x321.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-4417\" srcset=\"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/banner-982162_1920-1024x321.jpg 1024w, https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/banner-982162_1920-300x94.jpg 300w, https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/banner-982162_1920-768x241.jpg 768w, https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/banner-982162_1920-500x157.jpg 500w, https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/banner-982162_1920.jpg 1920w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><span style=\"color: #24678d;\"><strong>Propiedades cuantificadas.<\/strong><\/span><\/p>\n\n\n\n<p>Ciertas propiedades, como la posici\u00f3n, la velocidad y el color, a veces s\u00f3lo pueden ocurrir en cantidades fijas espec\u00edficas, al igual que un dial que \u201chace clic\u201d de n\u00famero a n\u00famero. Esto desafi\u00f3 un supuesto fundamental de la mec\u00e1nica cl\u00e1sica, que dijo que tales propiedades deben existir en un espectro liso, continuo.<\/p>\n\n\n\n<p>Para describir la idea de que algunas propiedades \u201chicieron clic\u201d como un dial con configuraciones espec\u00edficas, los cient\u00edficos acu\u00f1aron la palabra \u201ccuantizada\u201d.<\/p>\n\n\n\n<p><span style=\"color: #24678d;\"><strong>Part\u00edculas de luz.<\/strong><\/span><\/p>\n\n\n\n<p>La luz a veces puede comportarse como una part\u00edcula. Esto fue inicialmente recibido con duras cr\u00edticas, ya que se opuso a 200 a\u00f1os de experimentos que muestran que la luz se comport\u00f3 como una ola; como las ondulaciones en la superficie de un lago tranquilo.<\/p>\n\n\n\n<p>La luz se comporta de manera similar, aunque rebote de las paredes y se dobla alrededor de las esquinas, y que las crestas y los valles de la ola pueden sumarse o anularse.<\/p>\n\n\n\n<p>Las crestas de ola agregadas dan como resultado una luz m\u00e1s brillante, mientras que las ondas que se anulan producen oscuridad. Una fuente de luz puede ser pensada como una pelota en un palo que se sumerge r\u00edtmicamente en el centro de un lago. El color emitido corresponde a la distancia entre las crestas, que se determina por la velocidad del ritmo de la bola.<\/p>\n\n\n\n<p><span style=\"color: #24678d;\"><strong>Ondas de materia.<\/strong><\/span><\/p>\n\n\n\n<p>La materia tambi\u00e9n puede comportarse como una onda. Esto iba en contra de los aproximadamente 30 a\u00f1os de experimentos que demuestran que la materia (como los electrones) existe como part\u00edculas.<\/p>\n\n\n\n<p>En 1900, el f\u00edsico alem\u00e1n <span style=\"color: #24678d;\">Max Planck<\/span> trat\u00f3 de explicar la distribuci\u00f3n de los colores emitidos sobre el espectro en el resplandor de objetos candentes como los filamentos de bombillas. Planck se dio cuenta de que, al hacer sentido f\u00edsico de la ecuaci\u00f3n que hab\u00eda derivado para describir esta distribuci\u00f3n, implicaba que se emit\u00edan combinaciones de s\u00f3lo ciertos colores (aunque gran parte de ellos), espec\u00edficamente aquellos que eran m\u00faltiplos enteros de alg\u00fan valor base.<\/p>\n\n\n\n<p>De alguna manera, los colores fueron cuantificados. Esto era inesperado porque se entend\u00eda que la luz actuaba como una onda, lo que significaba que los valores de color deb\u00edan ser un espectro continuo.<\/p>\n\n\n\n<blockquote><h2><strong>\u00bfQu\u00e9 podr\u00eda estar prohibiendo a los \u00e1tomos producir los <span style=\"color: #0000ff;\">co<\/span><span style=\"color: #40b379;\">lo<\/span><span style=\"color: #ff00ff;\">re<span style=\"color: #ff6600;\">s<\/span><\/span> entre estos m\u00faltiplos de n\u00famero entero?<\/strong><\/h2><\/blockquote>\n\n\n\n<p>Esto parec\u00eda tan extra\u00f1o que Planck consideraba la cuantizaci\u00f3n como nada m\u00e1s que un truco matem\u00e1tico. Seg\u00fan <span style=\"color: #24678d;\">Helge Kragh<\/span> en su art\u00edculo de 2000 en la revista Physics World, \u201cMax Planck, el revolucionario renuente\u201d, <em>\u201cSi una revoluci\u00f3n ocurri\u00f3 en la f\u00edsica en diciembre de 1900, nadie parec\u00eda notarlo.<\/em>\u201d Planck no fue la excepci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>La cuantizaci\u00f3n ayud\u00f3 a explicar otros misterios de la f\u00edsica. En 1907, <span style=\"color: #24678d;\">Einstein<\/span> utiliz\u00f3 la hip\u00f3tesis de Planck de cuantificaci\u00f3n para explicar por qu\u00e9 la temperatura de un s\u00f3lido cambiaba por diferentes cantidades si se introduc\u00eda la misma cantidad de calor en el material pero se cambiaba la temperatura de partida.<\/p>\n\n\n\n<p>Desde principios del siglo XIX, la ciencia de la espectroscopia hab\u00eda demostrado que diferentes elementos emit\u00edan y absorb\u00edan colores espec\u00edficos de luz llamados \u201c<span style=\"color: #24678d;\"><strong>l\u00edneas espectrales<\/strong><\/span>\u201c. Aunque la espectroscopia era un m\u00e9todo confiable para determinar los elementos contenidos en objetos tales como estrellas lejanas, los cient\u00edficos estaban perplejos acerca de por qu\u00e9 cada elemento desprend\u00eda esas l\u00edneas espec\u00edficas en primer lugar.<\/p>\n\n\n\n<p>En 1888, <span style=\"color: #24678d;\">Johannes Rydberg<\/span> deriv\u00f3 una ecuaci\u00f3n que describ\u00eda las l\u00edneas espectrales emitidas por el hidr\u00f3geno, aunque nadie pod\u00eda explicar por qu\u00e9 funcionaba la ecuaci\u00f3n. Esto cambi\u00f3 en 1913 cuando <span style=\"color: #24678d;\">Niels Bohr<\/span> aplic\u00f3 la hip\u00f3tesis de Planck de cuantificaci\u00f3n al modelo \u201cplanetario\u201d de 1911 de <span style=\"color: #3366ff;\">Ernest Rutherford<\/span> del \u00e1tomo, que postulaba que los electrones orbitaban el n\u00facleo de la misma manera que los planetas orbitan al Sol.<\/p>\n\n\n\n<p>Seg\u00fan <span style=\"color: #24678d;\">Physics 2000<\/span> (una web de la Universidad de Colorado), Bohr propuso que los electrones estuvieran restringidos a \u00f3rbitas \u201cespeciales\u201d alrededor del n\u00facleo de un \u00e1tomo. Pod\u00edan \u201csaltar\u201d entre \u00f3rbitas especiales, y <strong>la energ\u00eda producida por el salto causaba colores espec\u00edficos de luz<\/strong>, observados como <span style=\"color: #24678d;\"><strong>l\u00edneas espectrales<\/strong><\/span>. Aunque las propiedades cuantificadas se inventaron como un mero truco matem\u00e1tico, dieron la explicaci\u00f3n, convirti\u00e9ndose en el principio fundador.<\/p>\n\n\n\n<blockquote><h2><strong>\u201cPrincipio de incertidumbre de Heisenberg\u201d<\/strong><\/h2><\/blockquote>\n\n\n\n<p>El principio de incertidumbre, tambi\u00e9n en 1927, <span style=\"color: #24678d;\">Heisenberg<\/span> hizo otra contribuci\u00f3n importante a la <span style=\"color: #24678d;\"><strong>f\u00edsica cu\u00e1ntica<\/strong><\/span>. Razon\u00f3 que, dado que la materia act\u00faa como ondas, algunas propiedades, como la posici\u00f3n y la velocidad de un electr\u00f3n, son \u201ccomplementarias\u201d, lo que significa que hay un l\u00edmite (relacionado con la constante de Planck) con qu\u00e9 exactitud se puede conocer la precisi\u00f3n de cada propiedad, a lo que se llamar\u00eda:<\/p>\n\n\n\n<p>Se razon\u00f3 que cuanto m\u00e1s se conoce la posici\u00f3n de un electr\u00f3n, menos se puede conocer su velocidad y viceversa. Este principio de incertidumbre se aplica tambi\u00e9n a los objetos de tama\u00f1o cotidiano, pero no se nota porque la falta de precisi\u00f3n es extraordinariamente peque\u00f1a.<\/p>\n\n\n\n<p>De acuerdo con <strong>Dave Slaven<\/strong> de <span style=\"color: #24678d;\">Morningside College<\/span> (Sioux City), si la velocidad de una pelota de b\u00e9isbol es conocida dentro de una precisi\u00f3n de 0.1 mph, la m\u00e1xima precisi\u00f3n a la que es posible conocer la posici\u00f3n de la pelota es 0.000000000000000000000000000008 mil\u00edmetros.<\/p>\n\n\n\n<p>Los principios de<span style=\"color: #333399;\"><strong> cuantificaci\u00f3n<\/strong><\/span>, <span style=\"color: #333399;\"><strong>la dualidad onda-part\u00edcula<\/strong><\/span> y <strong><span style=\"color: #333399;\">el principio de incertidumbre<\/span><\/strong> introdujeron una nueva era. En 1927, <span style=\"color: #24678d;\">Paul Dirac<\/span> aplic\u00f3 una comprensi\u00f3n cu\u00e1ntica de campos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos para dar lugar al estudio de la \u201c<strong>teor\u00eda del campo cu\u00e1ntico<\/strong>\u201d (QFT en Ingl\u00e9s), que trataba part\u00edculas (como <span style=\"color: #24678d;\">fotones<\/span> y <span style=\"color: #24678d;\">electrones<\/span>) como estados excitados de un campo f\u00edsico subyacente.<\/p>\n\n\n\n<p>El trabajo en QFT continu\u00f3 durante una d\u00e9cada hasta que los cient\u00edficos alcanzaron un obst\u00e1culo: Muchas ecuaciones en QFT dejaron de hacer sentido f\u00edsico porque produjeron resultados del infinito.<\/p>\n\n\n\n<p>Despu\u00e9s de una d\u00e9cada de estancamiento, <span style=\"color: #24678d;\">Hans Bethe<\/span> hizo un gran avance en 1947 usando una t\u00e9cnica llamada \u201c<span style=\"color: #333399;\"><strong>renormalizaci\u00f3n<\/strong><\/span>\u201d. Bethe se dio cuenta de que todos los resultados infinitos se relacionaban con dos fen\u00f3menos:<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"has-text-align-left wp-block-heading\"><span style=\"color: #333399;\">La \u201cauto-energ\u00eda de electrones\u201d y \u201cpolarizaci\u00f3n de vac\u00edo\u201d<\/span><\/h2>\n\n\n\n<p>De este modo los valores observados de masa de electrones y carga de electrones pudieran utilizarse para hacer desaparecer todos los infinitos.<\/p>\n\n\n\n<p>Desde el descubrimiento de la <strong>renormalizaci\u00f3n<\/strong>, ha servido de base para desarrollar teor\u00edas cu\u00e1nticas sobre las <span style=\"color: #333399;\"><strong>cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza<\/strong><\/span>:<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>1) Electromagnetismo<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>2) Fuerza nuclear d\u00e9bil<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>3) La fuerza nuclear fuerte<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>4) La gravedad<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>La primera visi\u00f3n proporcionada por la <span style=\"color: #3366ff;\">teor\u00eda del campo cu\u00e1ntico<\/span> fue una descripci\u00f3n cu\u00e1ntica del electromagnetismo a trav\u00e9s de la \u201c<span style=\"color: #24678d;\">electrodin\u00e1mica cu\u00e1ntica<\/span>\u201d (QED en Ingl\u00e9s), que hizo avances a finales de los a\u00f1os cuarenta y principios de los cincuenta.<\/p>\n\n\n\n<p>A continuaci\u00f3n fue una descripci\u00f3n cu\u00e1ntica de la fuerza nuclear d\u00e9bil, que se unific\u00f3 con el electromagnetismo para construir la \u201c<span style=\"color: #3366ff;\">teor\u00eda electrofuga<\/span>\u201d (EWT en Ingl\u00e9s) a lo largo de los a\u00f1os sesenta.<\/p>\n\n\n\n<p>Finalmente lleg\u00f3 un tratamiento cu\u00e1ntico de la fuerza nuclear fuerte usando \u201c<span style=\"color: #3366ff;\">cromodin\u00e1mica cu\u00e1ntica<\/span>\u201d (QCD en Ingl\u00e9s) en los a\u00f1os 60 y 70. Las teor\u00edas de QED, EWT y QCD juntos forman la base del Modelo Est\u00e1ndar de la <span style=\"color: #24678d;\">f\u00edsica de part\u00edculas<\/span>.<\/p>\n\n\n\n<p>Desafortunadamente, la teor\u00eda del campo cu\u00e1ntico todav\u00eda no ha producido una hip\u00f3tesis cu\u00e1ntica de la gravedad. En esa b\u00fasqueda contin\u00faan hoy los estudios de la teor\u00eda de cuerdas y la gravedad cu\u00e1ntica del bucle.\u200b<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":1,"featured_media":4418,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[110],"tags":[15],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/123"}],"collection":[{"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=123"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/123\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4418"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=123"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=123"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fran.cosmobuzz.es\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=123"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}