Qué es la física cuántica ?

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La física cuántica es un área relativamente reciente (el término "mecánica cuántica fue utilizado por primera vez de mano de Max Born en 1924, aunque se sugiere en el trabajo de Planck durante el año 1900) de la física que estudia lo más pequeño, o sea la materia a escala atómica. Surge en el siglo XX y rompió con todos los paradigmas de la física que habían prevalecido hasta ese entonces. La física cuántica responde a ciertas apariencias engañosas a partir de probabilidades sobre el comportamiento de los átomos de la materia. Quien sentó las bases para la creación de la física cuántica fue el famoso físico de origen Alemán (posteriormente nacionalizado norteamericano), Albert Einstein.

La física o mecánica cuántica surge de la imposibilidad de la mecánica clásica para explicar satisfactoriamente los fenómenos a una escala atómica; a ese nivel los fenómenos tienen la característica de ser estudiados por necesidad en términos probabilísticos; dado que las partículas en estudio son tan pequeñas, que el solo hecho de observarlas (para observarlas se debe "interactuar" de alguna manera con ellas, lo cual tiene a esta escala un efecto sobre su trayectoria o comportamiento) altera el fenómeno observado, por lo que no se puede conocer con exactitud en términos clásicos su posición y velocidad al mismo tiempo, por ejemplo. De lo anterior surgen ecuaciones de onda en donde las variables para definir el comportamiento de estas partículas se expresan en términos de probabilidades, lo que se conoce a su vez como incertidumbre.

Lo comentado anteriormente, es importante destacar, se ha prestado para muchas interpretaciones pseudo religiosas sobre las implicancias de esta ciencia, lo cual es rechazado por la comunidad científica en general; esta incertidumbre o expresión probabilística del comportamiento de las partículas a escala muy pequeña, tiene por supuesto relación con el hecho de intentar "observarlas", pero no quiere decir que el observador cree su propia realidad debido al nexo que hay entre el y la materia a esta escala; esta es una interpretación bastante distorsionada del fenómeno, lo cual no quiere decir que en algún momento la mecánica cuántica no pueda aportar luz sobre fenómenos que aún no tienen una explicación satisfactoria desde el punto de vista científico más clásico. Autores de libros del tipo de "auto ayuda" se escudan en el poco conocimiento que existe sobre el tema para el lector común y su complejidad, para apoyar o justificar de manera "científica" sus aseveraciones sobre la realidad que en verdad no tienen base o justificación.

Volviendo a nuestro tema, la física cuántica presenta dos pilares fundamentales; las partículas intercambian energía o "paquetes" en múltiplos enteros llamados quantum (literalmente cantidad) de energía. Y en segundo lugar la posición de una partícula se define por la descripción de la probabilidad de que aquella partícula se sitúe en esa posición y en ese mismo instante. De hecho el nombre de la disciplina se debe al intercambio de estos paquetes discretos en términos energéticos, lo que genialmente Einstein resolvió en su trabajo sobre el efecto fotoeléctrico, sentando las bases teóricas de lo que es hoy esta área de la física.

Por ejemplo el intercambio de energía en un cuerpo negro (incide toda la energía sobre él) fue inexplicable para la física clásica. La explicación al fenómeno vino de la mano del físico alemán Max Planck, mediante la cuantización de la energía, es decir, valores o paquetes de energía que llamó quantum o "cuantos". Concluyó que todo cuerpo negro irradia energía (una longitud de onda) que dependerá de tu temperatura. Se comprobó también la naturaleza dual que presenta la luz; de ondulatoria por un lado, y de partículas por el otro.

La física cuántica tiene aplicaciones principalmente a nivel atómico y nuclear. Pero también sus principios son utilizados en ámbitos tan diversos como la electrónica, en tecnología y aparatos médicos (radiología, cirugía láser), criptología, astronomía, entre muchos otros más. Para estudiar la materia a estas escalas se utilizan grandes aceleradores de partículas, en donde los físicos realizan sus experimentos produciendo colisiones de partículas elementales a alta velocidad.

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