No es lo que creo que es lo que ES:
1- Las partículas no son bolas duras como en una imagen newtoniana . Más bien tienen las propiedades de AMBAS partículas y ondas. Esto se llama dualidad onda-partícula . Por lo tanto, las partículas tienen propiedades similares a las ondas y lo que pensamos que eran ondas (por ejemplo, la luz) también mostró propiedades similares a las partículas (demostrado en el efecto fotoeléctrico y la dispersión de electrones por la luz)
Aquí la respuesta de Francesco Maddalena a ¿Cómo explicaría qué es una función de onda para un no físico? Lo explico brevemente y también lo que es una función de onda.
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2- Sí, la función de onda ! Las partículas vistas parecen tener propiedades ondulatorias. Schrodinger y otros pudieron describirlo como “función de onda”, que es básicamente una función matemática que describe una onda (y en el enlace de arriba digo más al respecto).
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3- Otra foto! Hablé anteriormente (y en el enlace) sobre la función de onda. Sin embargo, esa es la imagen de Schrodinger (llamémosla SP). SP también se llama “mecánica de onda”, utiliza funciones de onda, tiene una ecuación de onda (una ecuación diferencial que describe una onda, llamada ecuación de Schrodinger ) y generalmente se basa en “matemáticas continuas”, como las integrales
También está la imagen de Heisenberg (HP). Esto se llama “Mecánica de matrices” porque utiliza álgebra lineal abstracta para resolver los problemas de la mecánica cuántica. Esta imagen fue refinada aún más por Dirac y su “notación Bra-Ket”. Por lo tanto, utiliza vectores de estado, matrices y matemáticas discretas como sumaciones.
En la universidad, generalmente enseñan primero la mecánica de ondas, ya que es un poco menos abstracta y más propensa a comprender la física detrás de ella, pero Matrix Mechanics generalmente se usa más en campos avanzados (¡aunque no siempre!), Ya que es más compacta ( pero también más abstracto).
NOTA: las dos imágenes son equivalentes . Básicamente es como resolver un problema matemático de dos maneras diferentes.
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4- ¡El comportamiento de las partículas es estocástico! No podemos predecir con absoluta certeza lo que hará una partícula en la mecánica newtoniana / física clásica. En física clásica, si disparas una bala y conoces las condiciones iniciales, puedes predecir perfectamente dónde terminará. El “caos” clásico es más un problema de complejidad matemática que cualquier otra cosa (demasiadas partículas, por lo que no podemos calcular las trayectorias para TODAS ellas, o la falta de soluciones analíticas, etc.)
En la mecánica cuántica, incluso para una partícula, no podemos predecir con certeza a dónde irá. Como dije en el enlace, las funciones de onda nos ayudan a extraer toda la información, incluida la posición. Entonces podemos saber la probabilidad de encontrar una partícula en la posición X, ¡pero no podemos saber ANTES de medir dónde la detectaremos!
Lo mismo es cierto para la mayoría de los “observables”, como impulso, giro, etc.
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5- ¡La incertidumbre es en la naturaleza misma no solo dispositivos de medición! En física clásica, la incertidumbre en la medición proviene solo de los dispositivos de medición. Mi regla tiene franjas de 1 mm de separación … por lo que mi incertidumbre siempre será de +/- 0.5 mm. Pero si quiero una precisión de 0.001 mm, solo necesito una mejor regla (o más bien un dispositivo de medición). No hay límite, excepto uno tecnológico.
En la Mecánica Cuántica tenemos el Principio de Incertidumbre de Heisenberg , que nos dice que algunos pares de cantidades, como la posición y el momento o la energía y la vida útil de la partícula, no se pueden AMBOS con una precisión infinita.
Entonces tienes el famoso:
[matemáticas] \ Delta x \ Delta p \ geq \ frac {\ hbar} {2} [/ matemáticas]
lo que significa que el producto de la incertidumbre en [math] x [/ math] (posición) y la incertidumbre en [math] p [/ math] (momentum) debe ser mayor o igual que [math] \ frac {\ hbar } {2} [/ matemáticas].
Ahora esto se puede derivar tanto en Matrix como en Wave Mechanics, por supuesto. La página Wiki sobre el tema es bastante precisa, si desea un tratamiento riguroso: principio de incertidumbre – Wikipedia
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6- La función de onda o función de estado de un sistema evoluciona en el tiempo de acuerdo con la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo . Este es un postulado fundamental. Significa que las funciones de onda describen la evolución temporal de la partícula de acuerdo con la ecuación de Schrodinger dependiente del tiempo.
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Así que están los fundamentos de la mecánica cuántica.
Por supuesto, hay mucho más que decir, pero también se necesitan muchas matemáticas para comprender QM. No necesariamente matemáticas muy difíciles … el cálculo universitario de pregrado y el álgebra lineal son suficientes … bien por lo básico al menos.
Para sistemas complejos y QM relativista, las matemáticas se vuelven un poco más difíciles.
¡FILOSOFÍA!
Ahora hay preguntas filosóficas en la mecánica cuántica, como:
-¿Cuál es el significado de la función de onda (es una cosa real o simplemente una construcción matemática?)
¿QM es realmente probabilístico? Algunos dicen que no (muchas interpretaciones del mundo y mecánica de Bohmian), algunos dicen que todavía (interpretación de Copenhague)
-¿Cuál es el significado del “colapso de la función de onda” (es decir, el momento en que mide las funciones de onda que da UN cierto valor)
etc …
