sábado, 13 de noviembre de 2010

La quántica como una necesidad.

El origen de la mecánica quántica se debió a contradicciones fundamentales en el comportamiento de ciertos sistemas microscópicos, al aplicarles la teoría newtoniana, respecto de ciertos resultados experimentales. Entre estos figurabn el de la catástrofe ultravioleta, el comportamiento corpuscular de la radiación electromagnética, la emisión no clásica de partículas cargadas oscilantes, entre otros. La teoría clásica se hizo insuficiente para explicar y describir los fenómenos atómicos y subatómicos.
Pero hubo un hecho trascendental que no se acostumbra tomar en cuenta muchas veces. Existió también una necesidad interpretativa en el hecho de abandonar la mecánica newtoniana por una nueva teoría. En la teoría de Newton, los sistemas mecánicos se consideran como formados por partes, para las que se postulan leyes de interacción que permiten deducir otras que gobiernan el comportamiento de la materia agrupada. Pero esya interpretación no considera la estructura y estabilidad de las partes constituyentes. Este hecho conlleva a la búsqueda de un marco teórico generalizado que no dependa más de la estructura interna del sistema analizado, sino que explique la estructura elemental de la materia.
De esta manera, se realizan una serie de redefiniciones específicas, que permiten erigir la teoría sin la ambigüedad de ciertos postulados clásicos de la física newtoniana. Vamos a algunas de ellas:

Definición 1: Un sistema mecánico se llama macroscópico si la alteración producto de la observación de este no puede ser despreciada. Un sistema mecánico se llamará macroscópico en caso contrario.

De aquí se desprende que conjeturamos la existencia de cierto límite en la precisión de nuestras observaciones, inherente a nuestra capacidad de obtener información de la naturaleza.

Definición 2: Para sistemas microscópicos, solo es posible predecir un conjunto de resultados posibles y la probabilidad de que ocurra cada uno de ellos.

Esto resultó algo absolutamente nuevo para la física, pues la imposibilidad de un tratamiento no probabilístico de los sistemas dinámicos no se desprendía ya de la complicación obvia de describir las trayectorias de un conjunto suficientemente grande partículas, como pasaba en la mecánica estadística clásica, sino del postulado que se desprende de la definición 1. ¡No nos es posible estudiar un fenómeno natural sin modificar las variables dinámicas que lo describen!.

Definición 3: Todo tipo de partícula tiene una onda asociada y el recíproco también se cumple.

Esto refleja un carácter dual de las partículas. Los fenómenos corpusculares y ondulatorios deberían no ser más que dos formas de comportamiento de la materia, cuando esta es sometida a ciertos parámetros.

Definición 4: Cada uno de los diversos movimientos posibles de una partícula o cuerpo compatibles con cierta ley de fuerzas según la cual interactúan estos, es llamado estado del sistema.
Definición 5: Todo sistema en un estado bien definido puede considerarse que se encuentra parcialmente en cada uno de una serie de estados, siendo el estado original el resultado de la superposición de estos estados parciales.

Claro, esto no significa que la partícula o cuerpo se encuentre en todos los estados parciales posibles al mismo tiempo (esto violaría la conservación de la masa), sino más bien que es imposible conocer cual es el estado específico del sistema en cierto fenómeno, debido a esa borrosidad intrínseca de nuestros sentidos en su capacidad de obtener información el universo microscópicamente. Sin embargo, de la definición 2, aceptamos una cierta capacidad de predecir un conjunto de resultados posibles y de su probabilidad de ocurrencia, tenemos que para un conjunto suficientemente grande mediciones, algunos de estos se presentan un mayor número de veces.
Al ser una rama de física, es obvio que la mecánica quántica se debería interesar por aquellas leyes que gobiernan los fenómenos al nivel microscópico. Seria absurdo atribuir una incapacidad de medición a ese nivel y por ello abandonar por completo su estudio. Lo que ocurre es que los postulados esenciales de la mecánica macroscópica, que son a los que estamos acostumbrados por ser nosotros mismos cuerpos macroscópicos, no son aplicables en esta espectacular teoría.
Pero, ¿es intrínseca esa borrosidad a nuestros sentidos o a la naturaleza, al universo? Esa respuesta se escapa de física, así que deberá ser motivo de otra entrada.

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Buscar