Mecánica cuántica y mecánica clásica: los dos pilares de la física moderna

La física es la ciencia que busca comprender las leyes que rigen el mundo en que vivimos. Dentro de esta, la mecánica clásica y la mecánica cuántica son dos teorías importantes que explican mundos diferentes.

1. Diferencia de conceptos básicos

La mecánica clásica se basa en las leyes del movimiento de Newton y explica la mayoría de los movimientos que experimentamos en la vida diaria.

Por ejemplo, el movimiento al subir o bajar una colina en bicicleta se puede explicar con la mecánica clásica.

Por otro lado, la mecánica cuántica describe el mundo microscópico. Intenta comprender el comportamiento de partículas diminutas como átomos y electrones. Puede explicar fenómenos que la mecánica clásica no puede.

Por ejemplo, la mecánica cuántica puede explicar cómo se mueven los electrones dentro de un átomo.

2. Dualidad onda-partícula

En la mecánica clásica, se considera que los objetos solo poseen propiedades de partícula. Sin embargo, en la mecánica cuántica, se considera que la materia tiene propiedades tanto de partícula como de onda. Esto se conoce como dualidad onda-partícula.

Por ejemplo, la luz, clásicamente considerada una partícula, puede comportarse como una onda en la mecánica cuántica. El patrón que se crea al pasar la luz a través de dos pequeñas rendijas es un ejemplo del comportamiento ondulatorio de la luz.

Este patrón no puede ser explicado por la mecánica clásica.

3. Principio de incertidumbre

El principio de incertidumbre es uno de los conceptos importantes de la mecánica cuántica. Este principio significa que no se puede conocer simultáneamente con precisión la posición y la velocidad de una partícula. En la mecánica clásica, podemos conocer con precisión la posición y la velocidad de una pelota, pero en la mecánica cuántica, no podemos conocer simultáneamente con precisión la posición y la velocidad de un electrón.

Por ejemplo, si medimos la posición de un electrón, en ese instante, no podemos conocer su velocidad.

Esta es una característica de la mecánica cuántica diferente de la mecánica clásica.

4. Entrelazamiento cuántico

El entrelazamiento cuántico es un fenómeno en el que dos o más partículas comparten su estado, incluso si están muy separadas. Esto significa que si una partícula cambia, la otra también cambia instantáneamente. Este es un fenómeno inexplicable por la mecánica clásica.

Por ejemplo, si medimos el estado de uno de un par de electrones entrelazados, el estado del otro se determina instantáneamente.

5. Efecto túnel cuántico

El efecto túnel cuántico es un fenómeno en el que una partícula puede atravesar una barrera, incluso si no tiene suficiente energía. En la mecánica clásica, esto es imposible, pero en la mecánica cuántica, se considera que hay una probabilidad de que la partícula atraviese la barrera.

Por ejemplo, el fenómeno por el cual un electrón puede superar una barrera de energía para mover la carga dentro de un metal es el efecto túnel cuántico. Esto es inexplicable por la mecánica clásica.

Conclusión

Espero que ahora comprendan mejor las diferencias entre la mecánica clásica y la mecánica cuántica. Estas dos teorías de la física juegan cada una su papel y nos ayudan a comprender una variedad de fenómenos naturales.