La descripción por parte de la física cuántica del mundo microscópico de los átomos es la mayor revolución conceptual de la humanidad. Las leyes jamás desafiadas de la mecánica cuántica han tenido un gran impacto en el progreso realizado durante los últimos 80 años. Es gracias a estas leyes que básicamente explicamos ‘todo lo que existe’ en el universo, desde el Big Bang hasta la vida biológica (propiedades de las partículas, comportamiento de los átomos y moléculas, estabilidad de la materia, superconductividad, superfluidez, procesos físicos y químicos, etc.). energía nuclear). , radioactividad, conductividad eléctrica, magnetismo, efecto túnel, láser, fotosíntesis, etc.).
Los conceptos de la física cuántica (dualidad onda-partícula, superposición de estados, no localidad, entrelazamiento, incertidumbre de medida, teletransportación cuántica, etc.) han sido aceptados por todos los físicos desde los años 40. Sin embargo, entre estos conceptos se encuentran debe el principio de superposición. de estados. es un principio fundamental de la física cuántica. Detrás de este concepto se esconde una inquietante propiedad que permite que un sistema cuántico esté en varios estados a la vez. Por ejemplo, un mismo átomo puede estar simultáneamente en dos ubicaciones x1 y x2, separadas por una distancia macroscópica, hasta que se realiza una medida para determinar su posición.
El principio de superposición de estados existe en todos los intercambios de materia con luz y este concepto es común a todas las partículas. Es con él donde comienza la revolución cuántica.
En física cuántica, todos los objetos microscópicos (electrón, fotón, protón, etc.) a veces pueden tener propiedades ondulatorias, a veces propiedades de partículas. Solíamos decir (erróneamente) que las partículas cuánticas son a la vez ondas y células.
Aunque las partículas cuánticas no son ni ondas ni cuerpos, finalmente dan lugar al fenómeno de interferencia característico de las ondas, tal y como se ve en el experimento de brecha de Young.
De hecho, cuando las partículas se visualizan una por una en la pantalla de detección, sus colisiones interfieren como una onda. Este fenómeno de interferencia es un rastro de ondas superpuestas de igual frecuencia.
Por este motivo, las partículas se caracterizan mejor por su naturaleza ondulatoria que corpusculares.
Esta descripción contiene todo el estado de la partícula. El estado de una partícula describe todos los aspectos de esta partícula, es decir, todas las propiedades generales o no generales (demasiado, carga, velocidad, momento angular, sentido de giro, posición, energía, etc.) que podemos obtener sobre la partícula si realizar medidas experimentales.
Este estado varía de un electrón a otro. Sin embargo, el principio de superposición de estados cuánticos obliga a describir todos estos estados de forma probabilística.
Por ejemplo, antes de la operación de medida, la posición de un electrón libre en cualquier entorno se indica mediante una función de onda Ψ(r,t), calculada mediante la ecuación de Schrödinger. Si su posición, probabilística antes de la medida, resulta determinista después de la medida, es porque el entorno (pantalla, pared, observador, incluso moléculas de aire) le obliga a interactuar.
Es decir, el electrón, o mejor dicho su energía, disminuye de repente hasta un punto que se puede encontrar más adelante, porque ha adquirido el aspecto de un caparazón. Después medimos los puntos de impacto en la pantalla, no los puntos de interferencia.
Michael Montero es especialista en Astronomía, cuenta con años de experiencia en observatorios y está especializado en avistamiento a media distancia. También ha preparado a algunos grupos de iniciados en astronomía. Una de sus aficiones más importantes es la observación de astros en la naturaleza, que practica cuando sus viajes y trabajo se lo permiten.