¿Existe una forma no matemática de entender la energía cuántica (operador de energía) en oposición a la energía clásica como una propiedad de un objeto?

La energía clásica y la energía mecánica cuántica son en su mayoría las mismas. Incluso las matemáticas son similares, por lo que en algunos casos todavía se usan expresiones clásicas para la energía.

Los dos tipos de energía clásica son “cinética”, que es la energía contenida en un objeto en movimiento, y “potencial”, que es la energía contenida en un objeto que ha sido empujado cuesta arriba o contra un campo electromagnético opuesto. Es lo mismo en mecánica cuántica.

Con frecuencia en la mecánica cuántica, la transferencia de energía se describe de manera diferente. Clásicamente podemos decir que cuando dos imanes se atraen, cada uno tiene un potencial creado por el otro, y la energía potencial almacenada se libera cuando los dejas moverse uno hacia el otro. En la mecánica cuántica, cuando calcula el movimiento de los imanes, puede usar la descripción potencial para ver cómo la energía potencial del campo magnético se convierte en la energía cinética de los imanes, o puede tratar esto como un intercambio de fotones entre imanes La segunda forma es más rigurosa, pero cuando es posible se prefiere la primera por su simplicidad.

La energía cuántica no es diferente de la energía clásica físicamente hablando. La diferencia tiene que ver con las matemáticas.

Los sistemas clásicos no tienen restricciones en los valores de la energía del sistema. Los sistemas cuánticos tienen niveles de energía discretos. Esto significa que puede tener el valor 1 o el valor 2 pero no puede existir en un nivel “1.5”.

Otra diferencia notable es lo que se conoce como la región clásica prohibida. La función de onda de una partícula en un pozo de energía (piense como una bola en un tazón) puede decir que una partícula tiene una probabilidad distinta de cero de existir en algún lugar en el que no podría existir de manera clásica. En la bola clásica en un bol. Si tiene algo de energía cinética, a medida que sube por la pared no puede moverse más allá de la altura donde tiene una cantidad equivalente de energía potencial gravitacional. Sin embargo, cuando se habla de un sistema cuántico, en realidad puede ser. Esto se debe a que la primera derivada de la función de onda debe ser continua, lo que en lugar de un salto brusco produce una disminución exponencial de la probabilidad. Sabemos que los sistemas cuánticos se comportan de esta manera (este comportamiento se conoce como túnel) ya que hemos realizado experimentos que demuestran este comportamiento. Además, una gran variedad de tecnologías realmente se basan en este comportamiento.

Entonces, la diferencia es qué propiedades aporta el operador a través de las matemáticas y no una propiedad diferente de la “energía”. (También puede tener operadores de energía clásicos también. Sin embargo, la mayoría de las personas no se molestan en física de bajo nivel).

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