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La mecánica cuántica, conocida también física cuántica, es la ciencia que tiene por objeto el estudio y comportamiento de la materia a escala reducida, desde comienzos del siglo XX, el descubrimiento de la mecánica cuántica aporta una nueva visión del mundo. La seguridad de la física clásica se viene abajo. Hasta entonces, si sabíamos lo que había sucedido, podíamos predecir lo queiba a suceder. No había sorpresas y estábamos seguros de que las cosas eran como las vemos. La cuántica es todo lo contrario: incertidumbre, caos y azar. Ya no podemos estar seguros de nada.
El concepto reducido se refiere aquí a tamaños a partir de los cuales empiezan a notarse efectos como el principio de indeterminación de Heisenberg que establece la imposibilidad de conocer con exactitud,arbitraria y simultáneamente, la posición y el momento de una partícula. Así, los principios fundamentales de la mecánica cuántica establecen con mayor exactitud el comportamiento y la dinámica de sistemas irreversibles. Los efectos sobre la materia son notables en materiales mesoscópicos, aproximadamente 1.000 átomos de composición.
Este principio dice que no se puede predecir lo que va a ocurrir.Aunque tengamos todos los datos, sólo podemos predecir la probabilidad de que algo ocurra. Y el que ocurra una cosa u otra depende del azar. Si repetimos el mismo experimento en las mismas condiciones, unas veces dará un resultado y otras veces otro. Son las fluctuaciones cuánticas.
Además, hay aspectos que no podemos conocer con precisión al mismo tiempo. Por ejemplo, la velocidad y posición deuna partícula, o su cantidad de espín (algo similar a un movimiento de rotación) en torno a distintos ejes. Si medimos su posición no podemos medir con precisión su velocidad, y a la inversa. Esto limita nuestro conocimiento de la realidad.
Revisando un poco dela historia en 1896, Wilheim Wien publicó la forma final de una ley que describía el espectro de la radiación de los cuerpos negros. MaxPlanck, mediante las leyes de Maxwell y un sencillo modelo de cómo se comportaba a escala microscópica un cuerpo negro, obtuvo un gran resultado: se trataba de algo tan sencillo como considerar las moléculas del cuerpo negro como millones de muelles que están oscilando: así, tres años después de que Wien anunciara su ley experimental, Planck publicó su deducción teórica. Sin embargo, otro artículoexperimental demostraba que la ley de Wien no era completamente correcta, así que había que corregirla y por tanto, enmendar también la deducción teórica de Planck.
Planck tuvo que reconsiderar sus fundamentos de termodinámica estadística. En aquella época, Boltzman proponía nuevas ideas sobre la importancia de la medida del desorden a escala microscópica; Planck las incorporó a su teoría, perola complejidad matemática que ello implicaba le hizo recurrir a un truco: ¡suponer que la energía se agrupaba en pequeños paquetes de energía y calcular su número! En sus propias palabras, adoptar la cuantización fue un "acto de desesperación".
En 1900 apareció que lord Rayleigh había encontrado una forma de deshacerse de los cuantos, pero los experimentos lo tenían claro: la ley correcta era lade Planck, con o sin granos de energía. Así, el concepto de cuantización comenzó a ser aceptado por la comunidad científica.
A principios del siglo XX el físico alemán Philipp Lenard estudió el efecto de la luz sobre los metales. Nosotros podemos ver un color porque sólo existe luz de una frecuencia determinad o porque existen todas las frecuencias excepto la del color complementario al quevemos (por ejemplo, el azul es el complementario del naranja, el amarillo del violeta, el verde del rojo). Lenard preparó un dispositivo que consiguió que la luz crease corriente eléctrica, lo que se llamó efecto fotoeléctrico. Thomson se dio cuenta que esto implicaba que la luz reaccionaba con los electrones del metal, los arrancaba y eran recogidos luego en otra lámina.
Albert Einstein estaba muy...
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