Mecanica cuantica

DE LA CUANTIZACIÓN DE LA ENERGÍA A LA MECÁNICA CUÁNTICA
(Christian Camilo Higuera Camargo)

Resumen:

A través de la historia de la humanidad se han encontrado diferentes fenómenos, los cuales se han intentado explicar mediante la física. A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, se han roto paradigmas que han ayudado al avance de la ciencia como en ningún otro tiempo se pudo hacer,pues se empieza (no es el inicio exacto pero si el más importante) con la concepción que Max Plank le da a la energía, diciendo que esta cuantizada y que existen diferentes niveles de energía, postulado que se corrobora años después con la descripción de la mecánica cuántica que realiza E. Schrödinger en los años ’20.

Junto a ellos se han sumado diferentes personas, que tuvieron una concepcióndiferente del universo, y que gracias al estudio de otros han ayudado al avance, como lo es la secuencia entre Hertz, Einstein, De Broglie, Heisenberg y Schrödinger. Esta secuencia la termino en Schrödinger, que aunque no fue donde se estanco la física moderna (porque cada día evoluciona con mayor velocidad), si es lo que mejor entendemos y son los desarrollos de los cuales se puede encontraralguna analogía en el mundo macroscópico, pues teorías más avanzadas que llaman a ecuaciones como la de Dirac o el espacio de Hilbert, ya describen propiedades específicas del mundo cuántico, que al compararlo con la mecánica newtoniana, es una locura.

La física moderna tuvo su génesis en el momento en el cual Max Plank propuso teóricamente y quizá sin experimentación alguna, la cuantización de laenergía a partir de las observaciones y ecuaciones que describían la radiación del cuerpo negro, como lo son las leyes de Wien y de Rayleigh-Jeans, las cuales Plank ‘unificó’ y de este proceso dedujo una nueva, de la cual él interpretó que la energía tiene ciertos niveles, que ésta no puede tener valores intermedios, sino siempre valores enteros.

Unos años antes que Max Plank hubierasolucionado el problema de la radiación del cuerpo negro, con su ecuación, que lo llevaría a deducir que la energía tiene niveles de energía, H. Hertz descubrió el Efecto Fotoeléctrico (EFE), el cual no pudo describir muy bien, pues tenía ciertos paradigmas que no pudo romper, lo cual le impidió conseguir las herramientas necesarias para avanzar con este descubrimiento, algo que si logró hacer AlbertEinstein en 1905, al proponer la idea (que es una transformación del postulado de Plank), que dice “…una radicación electromagnética de frecuencia ν está constituida por pequeños paquetes de energía cada uno de los cuales porta un cuanto de energía (fotón) cuyo valor es proporcional a la frecuencia de la radiación.”[1] Donde propone un concepto revolucionario para su época, el cual es la dualidad en elcomportamiento físico de la luz, pues para principio de siglo se tenía la concepción de que la luz se comportaba únicamente como una onda, pues presentaba fenómenos ondulatorios como lo son la reflexión o la difracción, pero al darle un comportamiento corpuscular a la luz, a parte de entender claramente el EFE (por el cual ganó el premio Nobel), generó una duda en el físico francés Louis DeBroglie, quien en 1924 postula que la materia, al igual que la luz, también tiene un comportamiento ondulatorio, pues si Einstein propuso una dualidad de la luz, que se comporta generalmente como una onda, debía existir una correspondencia que implicara que lo que normalmente se comporta como partícula, pueda describirse por medio de una onda.

Esta idea que parecía aún más descabellada que lapropuesta por Einstein en 1905 (pues pudo demostrar un fenómeno descubierto con anterioridad), relacionaba la longitud de onda con la velocidad, diciendo que la cantidad de movimiento (p) es inversamente proporcional a la longitud de onda de De Broglie (λ), donde el valor que las relaciona a las dos es la constante de Plank (h). Dos años después quedó demostrado que lo propuesto por De Broglie,...