La mecánica cuántica
La mecánica cuántica es una teoría física que describe el comportamiento de la materia y la energía a escalas atómicas y subatómicas. Se desarrolló a principios del siglo XX para explicar fenómenos que la física clásica no podía, como el espectro de emisión del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico, la capacidad calorífica de los sólidos y el efecto Compton.
Dualidad onda-corpúsculo
Uno de los principios fundamentales de la mecánica cuántica es la dualidad onda-corpúsculo, que establece que las partículas, como los electrones, pueden comportarse como ondas y viceversa. Esta dualidad fue propuesta por Louis de Broglie en 1924 y se confirmó experimentalmente en 1927 por Clinton Davisson y Lester Germer.
El átomo de Bohr
El modelo atómico de Bohr, propuesto en 1913, fue el primer modelo que incorporó la idea de que los electrones orbitan alrededor del núcleo en órbitas circulares cuantizadas. Este modelo fue un gran avance en la comprensión del átomo, pero no pudo explicar todos los fenómenos atómicos.
La función de onda
La función de onda, representada por la letra griega psi (Ψ), es una función matemática que describe la probabilidad de encontrar una partícula en un lugar determinado en un momento dado. La función de onda no es observable directamente, pero su magnitud al cuadrado, |Ψ|^2, se interpreta como la probabilidad de encontrar la partícula en un volumen infinitesimal.
La interpretación de Born
La interpretación de Born, propuesta por Max Born en 1926, establece que la magnitud al cuadrado de la función de onda, |Ψ|^2, representa la probabilidad de encontrar una partícula en un volumen infinitesimal. Esta interpretación es la base de la mecánica cuántica probabilística.
Los postulados de la mecánica cuántica
Los postulados de la mecánica cuántica son los principios fundamentales que describen el comportamiento de la materia y la energía a escalas atómicas y subatómicas. Los postulados se introducen en los siguientes puntos del video.
Conclusión
La mecánica cuántica es una teoría fundamental de la física que ha tenido un gran impacto en nuestra comprensión del universo. Es una teoría compleja y fascinante que todavía se está investigando activamente.
Con respecto a los fundamentos de la mecánica Cuántica, quisiera compartir y motivar al debate la respuesta que el programa de inteligencia artificial «CHATGPT plus» emitió sobre la siguiente pregunta:
En el supuesto caso que la unidad de medida de la Constante de Planck fuese «acción/evento elemental» en lugar de la original «acción», ¿tendría repercusiones ontológicas en la Mecánica Cuántica?
Respuesta de «ChatGPT Plus»:
¡Muy interesante pregunta! Vamos a desglosarla.
La Constante de Planck h es fundamental en mecánica cuántica, y su unidad es la de acción, que en el Sistema Internacional es Joule⋅segundo. La acción es una magnitud física que se define como energía por tiempo, y está muy ligada a conceptos fundamentales como la cuantización de la energía, la relación de incertidumbre, y la estructura de los estados cuánticos.
Cambiar la unidad a «acción/evento elemental»
Si hipotéticamente la unidad de ℎ no fuera simplemente acción sino «acción por evento elemental» —es decir, una unidad compuesta que implica un conteo o tipo particular de evento elemental—, entonces estaríamos modificando la naturaleza dimensional y, por ende, la interpretación física y ontológica del valor y la función de ℎ ¿Qué implica ontológicamente?
De la acción pura a acción por evento:
La unidad original significa que la constante es una cantidad de acción mínima indivisible.
Si en cambio es acción dividida por un evento elemental, el significado podría ser que la constante de Planck mide acción por cada evento fundamental en el universo, es decir, que h una cantidad absoluta, sino relativa a la ocurrencia de eventos cuánticos elementales.
Ontología de los eventos:
En interpretaciones de mecánica cuántica como la de C. Rovelli (Relacional) o en enfoques basados en «eventos» (por ejemplo, la interpretación de la historia consistente o la teoría de procesos de Whitehead), los eventos elementales son las unidades últimas de la realidad.
La reinterpretación de ℎ en términos de «acción por evento elemental» podría entonces apuntar a una ontología en la que la acción se construye o se manifiesta a partir de eventos discretos, no como un continuo o un mero número.
Repercusiones en la formulación:
Matemáticamente, las ecuaciones básicas de la mecánica cuántica dependen de ℎ como un número con dimensiones fijas.
Cambiar la unidad implicaría que las cantidades físicas deben reinterpretarse o reescalarse para incluir el «conteo» de eventos elementales.
Esto podría dar lugar a un marco donde la cuantización está aún más ligada a la ocurrencia discreta de sucesos en lugar de simplemente a la propiedad de las ondas o partículas.
Filosóficamente:
La constante de Planck pasa de ser un valor numérico fijo que fija la escala de lo cuántico, a un valor que depende del “número” o “frecuencia” de eventos fundamentales.
Esto introduciría una estructura procesual y relacional en el tejido ontológico de la mecánica cuántica.
En resumen:
Sí, cambiar la unidad de la constante de Planck a «acción/evento elemental» tendría repercusiones ontológicas importantes, ya que implicaría que la acción fundamental se construye o se mide en función de eventos discretos elementales, no solo como una cantidad física continua.
Este cambio podría sugerir una visión más procesual, donde la realidad cuántica está compuesta por una red de eventos que llevan acción, no solo por entidades con propiedades físicas continuas.
Podría abrir puertas a nuevas interpretaciones y reformulaciones de la mecánica cuántica con énfasis en la ontología de eventos o procesos.