¿Qué es la mecánica cuántica?

El término mecánica cuántica (QM) generalmente se refiere a una formulación matemática de la teoría cuántica. La mecánica cuántica a menudo describe y predice el movimiento y el comportamiento de las partículas en los niveles atómico y subatómico. Estos incluyen partículas como átomos, electrones, protones y fotones. Según la mecánica cuántica, el comportamiento y el movimiento de las partículas en estos niveles microscópicos son contra-intuitivos, difieren radicalmente de cualquier cosa observada en la vida cotidiana. Esto requiere una teoría como la mecánica cuántica para explicar mejor este mundo diferente.

En el mundo macroscópico, generalmente hay dos tipos de fenómenos que los científicos clasifican: partículas y ondas. Se puede pensar que las partículas están localizadas, transportando masa y energía en sus movimientos. Las ondas son un tipo de fenómeno que nunca se localiza y no tiene masa, pero que, sin embargo, transporta energía. Las partículas del micromundo que se examinan en la mecánica cuántica son diferentes de las del macromundo, porque en ciertas situaciones, las partículas pueden actuar como ondas, mientras que, a la inversa, las ondas pueden actuar como partículas. Según la mecánica cuántica, esto significaría que en el nivel cuántico una manzana podría comportarse como una onda, mientras que una onda podría comportarse como una manzana.

La mecánica cuántica usa la unidad cuántica para asignar y medir aproximadamente las cantidades de las propiedades físicas de estas partículas. Las partículas generalmente se miden considerando la función de onda registrada en el momento de la medición. Sin embargo, debido a que las partículas pueden comportarse como ondas, la ubicación o velocidad simultánea de una partícula nunca se puede determinar por completo.

Este aparente enigma se conoce como el principio de incertidumbre de Heisenburg, que en otras palabras establece que la posición y el momento no pueden medirse exactamente simultáneamente. Esto no se debe totalmente a que existan limitaciones en la medición del equipo o la capacidad, sino a que se cree que esta incertidumbre es inherente a las partículas mismas. Por lo tanto, la mecánica cuántica es una teoría matemática que intenta calcular las probabilidades de acuerdo con la función de onda.

Muchos científicos no están de acuerdo con los postulados de la mecánica cuántica. Albert Einstein era un científico que a veces era crítico con la teoría cuántica, ya que entraba en conflicto con su propia teoría. Por lo tanto, uno de los mayores problemas en la física contemporánea es crear una teoría que unifique las ideas de la mecánica cuántica con las de la teoría general de la relatividad de Einstein. Físicos como Julian Barbour han propuesto algunas soluciones innovadoras a este problema, básicamente afirmando que si los humanos consideran que el tiempo en sí mismo no existe, no hay obstáculo para unificar la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad.