EVENTOS DE FÍSICA
¿Qué es la física cuántica?
La física, o mecánica cuántica, estudia el comportamiento de la
materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas que empiezan a anotarse extraños efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud
la posición de una partícula o simultáneamente su posición y velocidad,
sin afectar a la propia partícula.
Voy a intentar describir brevemente en que consiste la física
cuántica, una de las ramas más alucinantes de la física. ¿Qué es
exactamente? ¿Para qué sirve? ¿Quiénes investigan en física cuántica?
Vamos a descubrir algunas cosas interesantes.
¿Qué es la física cuántica?
La física, o mecánica cuántica, estudia el comportamiento de la
materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas que empiezan a
notarse extraños efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud
la posición de una partícula o simultáneamente su posición y velocidad,
sin afectar a la propia partícula.
Los principios básicos de la física cuántica son fundamentalmente
dos. El primero es que las partículas intercambian energía en múltiplos
enteros de una cantidad mínima posible, es el llamado quantum de
energía. El segundo es que la posición teórica de las partículas está
dada por una función probabilística, es decir que no es una certeza sino
más bien una posibilidad.
La mecánica cuántica surgió en la primera mitad del siglo XX en
respuesta a algunos problemas que no podían ser resueltos por los
principios de la física clásica, que comenzaba a perder credibilidad. No
es casual que la mecánica cuántica se haya desarrollado de forma más o
menos contemporánea (pero paralela) a la teoría de la relatividad, que
también enfrenta algunos de los principios fundamentales de la física
clásica.
Hasta el siglo XX se creía que la energía era emitida, propagada y
absorbida de forma continua e infinita y fue Max Planck quien por
primera vez planteó que la energía radiada de un cuerpo negro no era
continua sino discreta. Es decir que la energía se propaga y absorbe en
cantidades mínimas, o cuantos, de allí el nombre de quantum.
Este descubrimiento se dio de forma conjunta a uno de los hallazgos
más importantes de las ciencias físicas: la dualidad onda-partícula, que
demostró que la luz y la materia pueden poseer propiedades de partícula
tanto como propiedades ondulatorias.
Los avances de la teoría cuántica permitieron aplicaciones en
distintos ámbitos como la electrónica (transistores, microprocesadores y
componentes electrónicos), en la física de nuevos materiales,
(semiconductores y superconductores), en la física de altas energías, en
la criptografía y la computación cuánticas, y en la Cosmología teórica
del Universo temprano. En medicina la teoría cuántica es utilizada en
campos tan diversos como la cirugía láser, o la exploración radiológica.
A modo de ejemplo y a la vez un dato curioso: según el segundo
principio de la mecánica cuántica es posible que, por ejemplo, al patear
una pelota la elevemos hasta la estratósfera o más allá. ¿Por qué?
Porque básicamente, por muy pequeña que sea, existe una posibilidad de
que suceda, porque la posición de la materia está dada por una simple
probabilidad.
También se puede aplicar a los humanos y afirmar que no somos nada
más que un resultado de entre infinitas probabilidades. La física
contemporánea se funda básicamente en dos teorías principales, la teoría
de la relatividad general y la mecánica cuántica, aunque ambas teorías
parecen contradecirse mutuamente.
Los postulados que definen la teoría de la relatividad de Einstein y
la teoría detrás de la física cuántica están incuestionablemente
apoyados por rigurosa y repetida evidencia empírica. Sin embargo, ambas
se resisten, por el momento, a ser incorporadas dentro de un mismo
modelo coherente
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