La mecánica cuántica - Física moderna

ESTUDIO DEL MUNDO SUBATÓMICO.

INTRODUCCIÓN

¿Cuál es su aplicación?

Es el conocimiento de la propia realidad, como se desarrolla nuestro universo, en un mundo infinitamente menor y menos conocido, cuyo descubrimiento cambiaría mucho nuestra percepción de la propia realidad y elaborar numerosos avances en cuanto a la física se refiere, y además utilizar los conocimientos para nuestros avances tecnológicos porque ¿Quién sabe que podríamos hacer con estas partículas?.


¿Qué es la mecánica clásica?

Es una gran aproximación a la realidad dentro de unos límites, ya que cuando se tratan de velocidades muy elevadas, cercanas a la velocidad de la luz, se debe recurrir a la teoría de la relatividad. (cosa ya explicada con anterioridad en mi blog) - Teoría de Newton - Explica las diversas leyes de Newton acerca de los movimientos e incluso los planetas. Más tarde vino la relatividad especial para resolver el problema de las grandes velocidades - Teoría de la relatividad. 

Autores de la teoría de la gravedad a la izquierda encontramos a Galileo Galilei y a la derecha a Newton si queremos referirnos a los autores relevantes que dieron lugar a la mecánica cuántica habría que añadir a Einstein pionero y creador de la teoría de la relatividad.

Posturas de los autores ante la sociedad y solución ante este problema:

• Niles Bohr va a decir: "los que no quedaron en shock cuando enfrentaron este tema por primera vez, no pudieron entenderlo".

• Richard Feynman dirá: "Yo creo que es seguro decir que nadie entiende la mecánica cuántica. Pero... ¿será eso posible? ¿cómo? será una labor nuestra salir de esta calle ciega de la que nunca nadie ha escapado hasta ahora". Feyman impuso la "hipótesis atómica" según la cual todas las cosas están hechas de átomos: pequeñas partículas en movimiento perpetuo que se atraen mutuamente cuando están a poca distancia y se repelen al ser apretadas unas contra otras. Los átomos son las partículas mas pequeñas - La teoría de Feyman parece ser cierta ya que esta demostrado que todo está hecho de átomos y existen las partículas subatómicas.

Imagen de un átomo según la teoría de Feynman. Partícula que está en un movimiento perpetuo que al estar junto a otra de estas partículas a poca distancia se atraen y se repelen unas contra otras.

DESARROLLO DE LA MECÁNICA CUÁNTICA

¿Cuales son las preguntas mas frecuentes?


¿Será que cada electrón es como un planeta en miniatura?¿Será que podremos comprender las leyes que gobiernan este micro universo?

Probablemente la respuesta sea no. Pero lo que si se puede asegurar es que el mundo subatómico es muy diverso.

Esta imagen representa el micro universo, como son aquellas partículas de las que nosotros ni siquiera nos percatamos un mundo en una escala inferior a la de un átomo.

¿Cuál es su objeto de estudio?


En la escala microscópica lo los fenómenos físicos solo pueden estudiarse por medio de la mecánica cuántica.

En la explicación de los electrones, protones, neutrones y todo lo referido a las partículas subatómicas la relatividad deja de funcionar por ello debemos recurrir a la mecánica cuántica. Debemos tener en cuenta, cuando los elementos forman enlaces químicos se provocan por el intercambio de las partículas subatómicas. También tenemos que tener en cuenta que la carga es positiva en los protones y neutrones y la carga es negativa por parte de los electrones (las cargas han sido establecidas por convención por parte de los científicos) y además las partículas subatómicas son iguales en todos los elementos y lo que hace ser al elemento es la cantidad en la que se presentan dichas partículas subatómicas.

En en el enlace químico dentro del átomo la ruptura de los enlaces es muy complicada y se provoca gracias a las reacciones nucleares, en el núcleo del átomo.

Esta imagen demuestra el gran alboroto entre las partículas subatómicas y la gran diversidad  entre las partículas y sobre todo el mundo caótico que se nos presenta.

AQUÍ ES DONDE ENTRA EL REINO DE LA MECÁNICA CUÁNTICA. - Un viaje imaginario a otro mundo, mundo que es ultra microscópico, muy en el interior del átomo. Para ello debemos abrir la mente porque no sabemos lo que nos podemos encontrar. Todo se comporta de una manera extraña. a este mundo lo llamamos universo cuántico.





¿Qué es el Universo cuántico?.

Al llegar a ese mundo nos ocurrirá algo parecido como le pasó a Alicia cuando llegó al "país de las maravillas". Nos encontraremos en un mundo muy extraño. Gobernado por otras leyes. En el mundo cuántico todo funciona distinto ni Galileo, Newton, Einstein y todos los de su época no supieron aplicar sus leyes a este mundo.

Visión de un mundo subatómico que contiene unas leyes muy diferentes a nuestro mundo actual.

¿Cuales son las Leyes de la mecánica cuántica?.

La mecánica cuántica no tiene ningún papel en nuestro mundo, sólo en el mundo de cada átomo donde las partículas:

1. Pueden comportase como partículas y como ondas. Como la luz, que cuando se desplaza se comporta como una onda pero cuando interactúa con la materia se comporta como un haz de partículas llamados fotones.
2. Pueden poseer simultáneamente dos o mas valores de una cantidad observable, es decir, pueden tener, por ejemplo, dos posiciones a la vez. Mejor dicho, pueden estar en varias partes al mismo tiempo. A esto se lo llama superposición cuántica.
3. Pueden estar conectadas a grandes distancias (entrelazamiento).

Tema de las leyes

Según la mecánica cuántica los objetos microscópicos pueden, bajo ciertas condiciones, exhibir un comportamiento ondulatorio y bajo otras condiciones pueden comportarse como partículas (objeto que se puede localizar en una región concreta del espacio) - Es la famosa dualidad onda - partícula

Es el momento de hablar sobre el experimento de la doble rendija (en este experimento nos muestra como una partícula puede, en teoría, estar en dos sitios, o mejor en dos estados, de manera simultánea).

Visión de una superposición cuántica, dirigida  por la mecánica cuántica que estudia los objetos microscópicos bajo ciertas condiciones.

CONCLUSIÓN

Este es un mundo muy complejo en el que nuestra mente se colapsa un mundo desconocido donde las leyes de nuestro mundo se desconoce, un mundo que está en pleno estudio, por lo que aún nos falta mucho por descubrir estos grandes enigmas. Espero que al leer esto entendáis como se nos plantea la física en nuestra realidad y actualidad, un tema muy espeluznante que aún queda por descubrir.

BIBLIOGRAFIA:
http://astroverada.com/_/Main/T_quantum.html
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/cuantica/index.htm
http://www.interciencia.org/v20_05/ensayo01.html
http://www.nuclecu.unam.mx/~vieyra/cuant1.html
http://es.wikiquote.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica
http://www.youtube.com/watch?v=aVGWdLTc_qY
http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica