Experimentos de física cuántica
Aunque muchos experimentos cuánticos examinan objetos muy pequeños, como electrones y fotones, los fenómenos cuánticos nos rodean y actúan a todas las escalas. Sin embargo, es posible que no podamos detectarlos fácilmente en objetos más grandes. Esto puede dar la impresión errónea de que los fenómenos cuánticos son extraños o de otro mundo. De hecho, la ciencia cuántica colma las lagunas de nuestro conocimiento de la física para ofrecernos una imagen más completa de nuestra vida cotidiana.Los descubrimientos cuánticos se han incorporado a nuestra comprensión fundacional de los materiales, la química, la biología y la astronomía. Estos descubrimientos son un valioso recurso para la innovación, dando lugar a dispositivos como los láseres y los transistores, y permitiendo un progreso real en tecnologías antes consideradas puramente especulativas, como los ordenadores cuánticos. Los físicos están explorando el potencial de la ciencia cuántica para transformar nuestra visión de la gravedad y su conexión con el espacio y el tiempo. La ciencia cuántica puede incluso revelar cómo todo en el universo (o en múltiples universos) está conectado con todo lo demás a través de dimensiones superiores que nuestros sentidos no pueden comprender.
Leyes de la física cuántica
La física cuántica es una rama de la física moderna en la que la energía y la materia se describen en su nivel más fundamental, el de los cuantos de energía, las partículas elementales y los campos cuánticos. La física cuántica engloba cualquier disciplina que se ocupe de los sistemas que presenten efectos mecánicos cuánticos notables, en los que las ondas tienen propiedades de partículas y las partículas se comportan como ondas. Las aplicaciones de la mecánica cuántica incluyen la explicación de fenómenos encontrados en la naturaleza, así como el desarrollo de tecnologías que dependen de los efectos cuánticos, como los circuitos integrados y los láseres[nota 1].
La mecánica cuántica también es de vital importancia para entender cómo los átomos individuales se unen mediante enlaces covalentes para formar moléculas. La aplicación de la mecánica cuántica a la química se conoce como química cuántica. La mecánica cuántica también puede proporcionar una visión cuantitativa de los procesos de enlace iónico y covalente al mostrar explícitamente qué moléculas son energéticamente favorables a otras y las magnitudes de las energías implicadas[1].
Aplicaciones de la mecánica cuántica
En un rincón diferente del universo de las redes sociales, alguien dejó comentarios en un enlace a la publicación del martes sobre la aleatoriedad cuántica declarando que no conocía ninguna aplicación práctica de la física cuántica. Hay una especie de absurdo de La vida de Brian al publicar esto en Internet, que es una gigantesca aplicación práctica de la mecánica cuántica que abarca todo el mundo y cambia la vida. Pero para aclarar un poco las cosas, he aquí un rápido vistazo a algunas de las innumerables cosas cotidianas que dependen de la física cuántica para su funcionamiento.
El CEO de Intel Corp. Paul Otellini, CEO de Intel, muestra chips en una oblea construida con la llamada tecnología de 22 nanómetros… [+] en el Foro de Desarrolladores de Intel en San Francisco, el martes 22 de septiembre de 2009. Estos chips todavía se están desarrollando en las fábricas de Intel y no entrarán en producción hasta 2011. Cada chip de la “oblea” de silicio que Otellini mostró tiene 2.900 millones de transistores. (AP Photo/Paul Sakuma)
En el fondo, toda la industria informática se basa en la mecánica cuántica. La electrónica moderna basada en semiconductores se basa en la estructura de bandas de los objetos sólidos. Esto es fundamentalmente un fenómeno cuántico, que depende de la naturaleza ondulatoria de los electrones, y como entendemos esa naturaleza ondulatoria, podemos manipular las propiedades eléctricas del silicio. La mezcla de una pequeña fracción de otros elementos adecuados cambia la estructura de banda y, por tanto, la conductividad; sabemos exactamente qué añadir y cuánto utilizar gracias a nuestra detallada comprensión de la naturaleza cuántica de la materia.
Qué es la física cuántica
El concepto de entrelazamiento cuántico y la afirmación (de alguna manera) de que la teoría cuántica requiere “muchos mundos” tienen un aura de misterio glamuroso. Sin embargo, a fin de cuentas son, o deberían ser, ideas científicas, con significados prácticos e implicaciones concretas. Aquí me gustaría explicar los conceptos de entrelazamiento y muchos mundos de la forma más sencilla y clara que sé.
A menudo se considera que el entrelazamiento es un fenómeno exclusivamente mecánico-cuántico, pero no es así. De hecho, es esclarecedor, aunque poco convencional, considerar primero una versión simple no cuántica (o “clásica”) del entrelazamiento. Esto nos permite desentrañar la sutileza del entrelazamiento en sí mismo, aparte de la rareza general de la teoría cuántica.
El entrelazamiento surge en situaciones en las que tenemos un conocimiento parcial del estado de dos sistemas. Por ejemplo, nuestros sistemas pueden ser dos objetos que llamaremos c-ons. La “c” pretende sugerir “clásico”, pero si se prefiere tener algo específico y agradable en mente, se puede pensar en nuestros c-ons como pasteles.