¿Dónde existe la mecánica cuántica en la vida real?

La mecánica cuántica es un intento de explicar el universo que nos rodea a escala microscópica. Ya tenemos teorías muy buenas que pueden describir razonablemente cosas extremadamente grandes o extremadamente rápidas (relatividad general) y muchos fenómenos que ocurren en nuestras escalas cotidianas (mecánica clásica, electromagnetismo, …). Con el tiempo, nos dimos cuenta de que, aunque la mecánica clásica puede describir muchas cosas, nos falta algo muy importante.

Por un lado, la mecánica clásica nos dice que cada átomo del universo debería ser destruido casi instantáneamente. El núcleo positivo simplemente atraería a los electrones negativos debido a la energía perdida por la radiación: la electrodinámica clásica nos dice que las partículas aceleradas pierden energía al irradiar fotones, luz. Los electrones que se ejecutan en círculos se aceleran, y si la mecánica clásica es la última palabra en nuestras teorías, debería perder rápidamente toda su energía y hundirse directamente en el núcleo, destruyendo el átomo. Sin embargo, los átomos parecen tener incluso miles de millones de años.

Además de este problema fundamental, también observamos, pero no pudimos explicar por qué y cómo brillan exactamente las cosas cuando se calientan (al rojo vivo, luego blanco brillante, incluso azul claro, etc.), por qué y cómo la materia absorbe la luz, por qué observamos el espectro líneas en la luz adsorbidas o emitidas por gases / estrellas / sol, por qué los metales son conductores y opacos, mientras que el vidrio es transparente y un aislante. Por qué se descomponen los elementos radiactivos y cuáles son incluso los elementos radiactivos. Cómo los axiomas termodinámicos pueden deducirse de la descripción física real de las partículas constituyentes (calor, energía, entropía, etc.). Por qué y cómo se forman los químicos a partir de los átomos y cómo reaccionan. Y así sucesivamente y así sucesivamente.

Y luego, hace casi un siglo, ¡desarrollamos una teoría que podría explicar todo esto! Fue una de las mayores revoluciones físicas de la historia . Por supuesto, se podría decir, todo es agradable y elegante, finalmente podemos explicar por qué suceden cosas que ya sabíamos. Pero, ¿cómo es esto bueno para ti en tu vida cotidiana, verdad?

La cuestión es que, una vez que entendemos cómo funcionan las cosas, podemos ver cómo aplicar nuestro conocimiento. Poco después del advenimiento de la mecánica cuántica comenzamos a ver aplicaciones reales. Entre algunas cosas que se basan explícitamente en QM (aparte de cada cosa que está hecha de átomos) están el láser que nos proporcionó comunicación óptica, láser indutrial, discos magnéticos, discos ópticos como CD y DVD; la predicción teórica, luego la realización y posterior aplicación de semicodnuctores, que nos dieron computadoras, teléfonos, robots y todo inteligente, cambiando radicalmente la forma en que vivimos nuestras vidas; la capacidad de estudiar e idear nuevos materiales usando computadoras, lo que llevó a una revolución en la ciencia de los materiales, dándonos innumerables materiales novedosos; la explicación teórica de la superconductividad y, por lo tanto, la capacidad de crear superconductores que ya puede encontrar en las IRM de todo el mundo; y muchos muchos mas.

La mecánica cuántica es una forma de explicar la vida real: está sucediendo todo el tiempo a tu alrededor.

Del mismo modo, la gravedad explica por qué las cosas caen hacia el centro de la tierra, o la dinámica de los fluidos de azada explica cómo fluye el agua en un río.

La física clásica funciona extremadamente bien al describir la mayoría de los fenómenos con los que tratamos en nuestra vida diaria. Sin embargo, si explora lo suficientemente profundo, a menudo se topa con paredes donde la física clásica se vuelve claramente inadecuada.

La mecánica cuántica nos dice por qué los átomos son estables, por qué los sólidos son rígidos, por qué los metales son brillantes y eléctricamente conductores, por qué el vidrio es transparente y por qué los objetos calientes se vuelven rojos. La mecánica clásica es completamente incapaz de explicar esos fenómenos desde un punto de vista fundamental.

¡La mecánica cuántica no “EXISTE”!

QM no es una “cosa”. Es una forma de explicar la realidad física, que seguiría existiendo, y funcionaría tal como funciona, tanto si la entendemos como si no.

TODO lo que sigue sigue lo que llamamos las “leyes” de QM, que resulta ser el instrumento más sofisticado que tenemos hoy, y posiblemente será reemplazado por un modelo más avanzado en el futuro, tal como QM ha reemplazado al clásico. .

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