¿Qué significa un cuantificado en mecánica cuántica?

Ya recibió varias respuestas, lo que sugiere que “cuantificado” significa valores discretos. Así es como se desarrolló históricamente la teoría cuántica del átomo, pero al mismo tiempo, un fotón, por ejemplo, puede tener cualquier energía (sin valores discretos involucrados); o, un electrón libre puede estar en cualquier lugar o moverse a cualquier velocidad (de nuevo, no hay valores discretos involucrados).

El concepto moderno de cuantización trata sobre valores que, en el contexto clásico, son números, siendo reemplazados por cantidades de mecánica cuántica (Dirac los llamó números q), a menudo representados por operadores de funciones.

En resumen, si tiene una partícula con posición [matemática] q [/ matemática] e impulso [matemática] p [/ matemática], en la teoría clásica (obviamente) [matemática] pq – qp = 0 [/ matemática]. Después de todo, ¡la multiplicación es conmutativa! No es así en la teoría cuántica: los equivalentes cuánticos de estas cantidades no conmutan, sino que obedecen la relación de conmutación [matemáticas] \ hat {p} \ hat {q} – \ hat {q} \ hat {p} = – i \ hbar [/ math].

Debido a que [math] \ hbar [/ math] es un número muy pequeño, para sistemas donde [math] p [/ math] y [math] q [/ math] son ​​grandes, el lado derecho de esta relación de conmutación será tan pequeño en comparación con ellos, que bien podría ser cero, y recuperamos la mecánica clásica. Pero cuando [math] p [/ math] y / o [math] q [/ math] son ​​muy pequeños, el lado derecho se vuelve significativo, restringiendo en algunos casos el tipo de soluciones que son aceptables … y así es como terminamos arriba, entre otras cosas, con órbitas discretas para electrones dentro de los átomos.

Entonces “cuantizado” significa reemplazar cantidades clásicas con sus equivalentes cuánticos, cantidades no numéricas que obedecen a la relación de conmutación apropiada.

Cuantizado efectivamente significa ‘hecho para comportarse como una ola’.

Una onda es una especie de objeto discreto continuo. Una onda es continua porque toma valores en todas las posiciones en el espacio, pero al mismo tiempo es discreta porque consiste en un número contable de subcomponentes: longitudes de onda. La mecánica cuántica usa ondas para construir un modelo continuo (que describe el comportamiento en todos los puntos en el espacio) usando un conjunto discreto de parámetros (parámetros que describen las ondas).

Es importante recordar que gran parte de la rareza en la mecánica cuántica no es específica de la mecánica cuántica, sino que son propiedades generales de las ondas. Tengo el principio de incertidumbre de Heisenberg específicamente en mente aquí.

En el nivel más pequeño, los sistemas físicos solo tienen un conjunto discreto de configuraciones. Es decir, pueden estar en el estado A o B, pero no en algún estado entre A y B. Debido a que estos estados son contables (cuantificables) se denominan estados cuánticos y la física que determina cuáles son estos estados se llama mecánica cuántica.

Cuando decimos que una cantidad particular se cuantifica , queremos decir que sus valores están restringidos a un conjunto de valores discretos que no son continuos.

Este concepto nos llevó de nuestra comprensión clásica de los fenómenos físicos a un nuevo ámbito de la física conocido como mecánica cuántica. El concepto de cuántica (o cuantización) ha sido uno de los postulados fundamentales de la teoría cuántica y hay muchos ejemplos en la teoría cuántica, ya sea la formulación de la ley de Planck o los posibles niveles de energía en un átomo de hidrógeno .

Las otras respuestas dan buenas respuestas, cada una con su propia perspectiva.

Mi perspectiva simple es que los valores permitidos de una cantidad cuantificada están restringidos. Por ejemplo, la energía de una partícula unida solo puede asumir ciertos valores discretos.

Como también se mencionó, usamos la palabra cuantizada para representar la naturaleza de algo. Por ejemplo, el fotón representa la energía cuantificada del campo electromagnético.

Tenga en cuenta que estos comentarios son una perspectiva simplista de la palabra. Para una mejor comprensión de lo que la mecánica cuántica significa cuantificado, lea y aprenda sobre QM. Es un tema asombroso.