fisica cuantica

Mecánica cuántica

Imagen ilustrativa de la dualidad onda-partícula, en el que se aprecia cómo un mismo fenómeno puede ser percibido de dos modos distintos.
La mecánica cuántica describe, en su visión más ortodoxa, cómo en cualquier sistema físico –y por tanto, en todo el universo– existe una diversa multiplicidad de estados, los cuales habiendo sido descritos mediante ecuaciones matemáticas porlos físicos, son denominados estados cuánticos. De esta forma la mecánica cuántica puede explicar la existencia del átomo y revelar los misterios de la estructura atómica, tal como hoy son entendidos; fenómenos que no puede explicar debidamente la física clásica o más propiamente la mecánica clásica.
De forma específica, se considera también mecánica cuántica, a la parte de ella misma que noincorpora la relatividad en su formalismo, tan sólo como añadido mediante la teoría de perturbaciones.1 La parte de la mecánica cuántica que sí incorpora elementos relativistas de manera formal y con diversos problemas, es la mecánica cuántica relativista o ya, de forma más exacta y potente, la teoría cuántica de campos (que incluye a su vez a laelectrodinámica cuántica, cromodinámicacuántica y teoría electrodébil dentro del modelo estándar)2 y más generalmente, la teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo. La única interacción que no se ha podido cuantificar ha sido lainteracción gravitatoria.
La mecánica cuántica es el fundamento de los estudios del átomo, su núcleo y las partículas elementales (siendo necesario el enfoque relativista). También en teoría de lainformación, criptografía y química.
Índice
  [ocultar] 
1 Contexto histórico
1.1 Radiación electromagnética
1.2 Inestabilidad de los átomos clásicos
1.3 Desarrollo histórico
1.4 Suposiciones más importantes
2 Descripción de la teoría
2.1 Interpretación de Copenhague
2.2 Formulación matemática
3 Relatividad y la mecánica cuántica
4 Véase también
5 Referencias
5.1 Bibliografía
5.2 Enlaces externos
Contexto histórico[editar]
Lamecánica cuántica es, cronológicamente, la última de las grandes ramas de la física. Se formuló a principios del siglo XX, casi al mismo tiempo que la teoría de la relatividad, aunque el grueso de la mecánica cuántica se desarrolló a partir de 1920 (siendo la teoría de la relatividad especial de 1905 y la teoría general de la relatividad de 1915).
Además al advenimiento de la mecánica cuánticaexistían diversos problemas no resueltos en el electrodinámica clásica. El primero de estos problemas era la emisión de radiación de cualquier objeto en equilibrio, llamada radiación térmica, que es la que proviene de la vibración microscópica de las partículas que lo componen. Usando las ecuaciones de la electrodinámica clásica, la energía que emitía esta radiación térmica tendía al infinito si sesuman todas las frecuencias que emitía el objeto, con ilógico resultado para los físicos. También la estabilidad de los átomos no podía ser explicada por el electromagnetismo clásico, y la noción de que el electrón fuera o bien una partícula clásica puntual o bien una cáscara de dimensiones finitas resultaban igualmente problemáticas.
Radiación electromagnética[editar]
El problema de la radiaciónelectromagnética fue uno de los primeros problemas resueltos en el seno de la mecánica cuántica. Es en el seno de la mecánica estadística donde surgen las ideas cuánticas en 1900. Al físico alemán Max Planckse le ocurrió un artificio matemático: si en el proceso aritmético se sustituía la integral de esas frecuencias por una suma no continua, se dejaba de obtener infinito como resultado, con lo quese eliminaba el problema; además, el resultado obtenido concordaba con lo que después era medido.
Fue Max Planck quien entonces enunció la hipótesis de que la radiación electromagnética es absorbida y emitida por lamateria en forma de «cuantos» de luz o fotones de energía mediante una constante estadística, que se denominóconstante de Planck. Su historia es inherente al siglo XX, ya que...