Fisica cuantica

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Física Cuántica

La mecánica cuántica comenzó en los laboratorio universitarios

Einstein

Bohr

Heisenberg

…y
LASER

produjo nuevas tecnologias que cambiaron el mundo…
ENERGIA NUCLEAR ENERGIA SOLAR

TRANSISTOR MICROELECTRONICA MEDICINA: RAYOS X, RMN, PET, etc INTERNET..

Cuantos mas éxitos logra, mas tonta me parece (Albert Einstein a Heinrich Zangger on Quantum Theory, May20, 1912)

Usted cree que Dios juega a los dados mientras que yo creo en la existencia de leyes y de orden en un mundo … que yo, de una forma salvajemente especulativa, estoy tratando de comprender. (Albert Einstein a Max Born, Sept 1944, 'The BornEinstein Letters')

Todavía no creo que los métodos estadísticos de la mecánica cuántica sean la última palabra, pero por el momento soy el únicoque sostiene esa opinión… (Albert Einstein, 1936, 'The Born-Einstein Letters' Max Born, traducida por Irene Born, Macmillan 1971)

A pesar de sus notables avances parciales, el problema está lejos de tener una solución satisfactoria. (Albert Einstein, 1950)

Un consejo Richard Feynman (1918-1988) Premio Nobel de Física 1965 “No tomen esta charla de manera solemne…, relájense y disfruten! Lesvoy a hablar sobre el comportamiento de la naturaleza. Si admiten que ella se porta de este modo, … seguramente lo encontrarán cautivante y encantador. Pero si se quedan diciendose a ustedes mismos: “Cómo es que ella puede ser así?”, entrarán en un callejón sin salida del que nunca nadie escapó hasta ahora. Nadie sabe cómo es que la naturaleza puede portarse de este modo… NADIE ‘entiende’ lamecánica cuántica!”.

Mecánica cuántica: rara por tres motivos 1) Indeterminismo
Experimentos idénticos pueden dar resultados diferentes Sólo es posible predecir probabilidades El azar es intrínseco, no se origina en nuestra ignorancia

2) Interferencia
Probabilidades: se calculan “sumando amplitudes” (ondas)

3) Entrelazamiento


Pr ob(x,t) ≠ 0

Pr ob(x,t) = 0!!!

Propiedades del todo nodeterminan las propiedades de las partes
Entrelazamiento



Correlaciones entre las partes se mantienen a distancia y son “incompatibles con el sentido común”

El enfoque de este curso será “no histórico” (enfrentaremos de entrada el estudio de las propiedades “mas cuánticas de todas”) Clase 1: 1) Indeterminismo 2) Interferencia objeto de estudio: imanes (spin) Clase 2: Elentrelazamiento Clase 3: Que nos dice la mecánica cuántica? Clase 4: Un poco de historia y una revisión

1) Indeterminismo: dos principios ‘horribles’ Principio de complementariedad
Si preparamos cualquier objeto de modo tal (Bohr, 1927) Propiedades “X” y “P” son complementarias que la propiedad observable “X” toma un valor preciso, entonces siempre existe otra propiedad observable “P” cuyo valor escompletamente aleatorio (X y P se dicen ‘complementarias’)

Principio de incertidumbre
Para una partícula, la posición X y el momento P son Propiedades “X” y “P” son complementarias (Bohr, 1927) propiedades complementarias. Las incertezas en los valores de la posición y el momento satisfacen: h Δx Δp ≥ , ( p = mv), h = 6.6 ×10−34 Joules seg 2
Cuanto más precisamente determino la posición, menosprecisamente € puedo predecir la velocidad y viceversa.

Masa = 1g Δx = 1mm

Masa = M electrón

Δx = 0.00000001m Δv ≥ 6.67 ⋅10 − 28 m / seg Δv ≥ 60000m / seg

El poder predictivo de la física: Determinismo: Laplace (1749-1827)
“Una inteligencia que, en cualquier instante, conociese todas las fuerzas por las que el mundo se mueve asi como la posición y la velocidad de MECANICA CUANTICADERRUMBA ESTA podría cada una de sus partes… IDEA. NO PREDICE CERTEZAS, describir con una misma formula los PREDICE PROBABILIDADES movimientos futuros de los mayores objetos del Universo y de sus partes mas pequeñas”. “Nada sería incierto para ella, y tanto el futuro como el pasado, estarían presentes ante sus ojos…”.

OJO: Pese a su indeterminismo la mecánica cuántica tiene un ENORME poder...
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