¿Qué es la mecánica cuántica?

Como dice Rafa, un profesor de la facultad, la mecánica cuántica surge para dar respuesta a fenómenos para los que la mecánica clásica no tiene explicación. La mecánica clásica es la que todos aprendemos en el instituto, la de Newton, la famosa efeigualaemepora.

A principios del siglo XX, un montón de coquitos empezaron a estrujarse los sesos para intentar dar explicación a fenómenos como el efecto fotoeléctrico, el experimento de la doble rendija, el efecto Compton y algunos más. Los años transcurridos desde principios del siglo a los treinta años posteriores sentaron las bases teóricas y formales de lo que se conoce como mecánica cuántica y hombres, ahora célebres, como Dirac, Heisenberg, Schrödinger o Einstein tomarían relevancia internacional. Más tarde llegarían los Fermi, los Feynmann, la bomba atómica, las partículas elementales, la teoría cuántica de campos, las cuerdas, las once dimensiones, y todo esto se nos empezó a ir un poco de las manos.


Sus inicios son probablemente los momentos más bonitos de la mecánica cuántica, por su genial simplicidad y por la ruptura radical con todo lo anterior. Creo que puedo decir, sin lugar a equivocarme, que la mecánica cuántica es uno de los mayores logros intelectuales de toda la historia de la humanidad.

Pasando ahora a un plano más formal, la física cuántica puede resumirse (muy burdamente) por sus postulados:

I. El estado de una partícula está representado por un vector en un espacio de Hilbert.

II. Las variables independientes y de la mecánica clásica se sustituyen (con un poco de cuidado, ya veremos por qué cuando hablemos del método SOM) por los operadores hermíticos y . Esta sustitución se hará de la misma forma para el resto de variables dependientes del tipo a las que se les asociarán operadores hermíticos del tipo .

III. Si la partícula se encuentra en el estado , una medida de la variable correspondiente a , dará como resultado uno de los autovalores de con probabilidad . Como resultado de la medida, el estado de la partícula cambia de a . El vector es el autoestado de correspondiente al valor propio .

IV. La evolución temporal de la función de estado viene dada por la ecuación de Schrödinger
donde es el operador hamiltonano análogo a la función hamiltoniana clásica.

Esto último, la ecuación de Schrödinger, es lo que más nos interesa y la abordaremos más adelante en detalle.

Sé que es complicado entenderlo todo. En la próxima entrega escribiré más detenidamente sobre los vectores de estado y los paquetes gaussianos.

Las fórmulas las he conseguido poner gracias a un plug-in estupendo que encontré por ahí para traducir el LATEX a imágenes.


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