Mecanica Cuantica

Mecánica cuántica
Es una de las ramas principales de la Física y uno de los más grandes avances del siglo XX en el conocimiento humano. Explica el comportamiento de la materia y de la energía. La mecánica cuántica puede explicar la existencia del átomo y desvelar los misterios de la estructura atómica, tal como hoy son entendidos. Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo demuchas tecnologías.
El concepto básico de la mecánica cuántica es el de cuanto, surgido en el año 1900 a raíz de los trabajos del físico alemán Max Planck sobre la radiación del cuerpo negro y de los del también alemán Albert Einstein relativos al efecto fotoeléctrico. Como resultado de ambas contribuciones, se llegó a la conclusión de que la energía de las radiaciones electromagnéticas comolas de la luz, las de radio, rayos X, etc., se emiten, se propagan y se absorben, no en forma continua, sino en forma de cantidades discretas, algo así, y en efecto así se les llama, corpúsculos de energía. A estos corpúsculos se les llama cuantos y a los de luz y radiaciones similares, se les llama también fotones. La cantidad de cuantos que intervienen en cualquier proceso energético, viene dadapor un número entero. No puede haber medio cuanto ni nada por el estilo.
Desarrollo histórico
El desarrollo formal de la teoría fue obra de los esfuerzos conjuntos de varios físicos y matemáticos de la época, aportando con los siguientes hechos experimentales, las bases de la mecánica cuántica:
* Espectro de la radiación del cuerpo negro, resuelto por Max Planck con la cuantización de laenergía. La energía total del cuerpo negro resultó que tomaba valores discretos más que continuos. Este fenómeno se llamó cuantización, y los intervalos posibles más pequeños entre los valores discretos son llamados quanta (singular: quantum, de la palabra latina para «cantidad», de ahí el nombre de mecánica cuántica). El tamaño de un cuanto es un valor fijo llamado constante de Planck, y que vale:6.626 ×10-34 julios por segundo.

* Bajo ciertas condiciones experimentales, los objetos microscópicos como los átomos o los electrones exhiben un comportamiento ondulatorio, como en la interferencia. Bajo otras condiciones, las mismas especies de objetos exhiben un comportamiento corpuscular, de partícula, («partícula» quiere decir un objeto que puede ser localizado en una región concreta delespacio), como en la dispersión de partículas. Este fenómeno se conoce como dualidad onda-partícula.

* Las propiedades físicas de objetos con historias asociadas pueden ser correlacionadas, en una amplitud prohibida para cualquier teoría clásica, sólo pueden ser descritos con precisión si se hace referencia a ambos a la vez. Este fenómeno es llamado entrelazamiento cuántico y la desigualdadde Bell describe su diferencia con la correlación ordinaria. Las medidas de las violaciones de la desigualdad de Bell fueron algunas de las mayores comprobaciones de la mecánica cuántica.

* Explicación del efecto fotoeléctrico, dada por Albert Einstein, en que volvió a aparecer esa "misteriosa" necesidad de cuantizar la energía.

* El efecto Compton consiste en el aumento de lalongitud de onda de un fotón de rayos X cuando choca con un electrón libre y pierde parte de su energía. La frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada depende únicamente de la dirección de dispersión.

Aportes
Fue Max Planck quien entonces enunció la hipótesis de que la radiación electromagnética es absorbida y emitida por la materia en forma de «cuantos» de luz o fotones de energíamediante una constante estadística, que se denominó constante de Planck.
La idea de Planck habría quedado muchos años sólo como hipótesis si Albert Einstein no la hubiera retomado, proponiendo que la luz, en ciertas circunstancias, se comporta como partículas de energía independientes (los cuantos de luz o fotones). Usó este punto de vista llamado por él «heurístico», para desarrollar su teoría...