Mecánica cuántica

Te explicamos qué es la mecánica cuántica y sus estudios al respecto. Además, en qué consiste la mecánica relativista.

¿Qué es la mecánica cuántica?

La mecánica cuántica a la rama de la física contemporánea dedicada al estudio de los objetos y fuerzas de muy pequeña escala espacial, es decir, de la materia a nivel del átomo y de las partículas que lo componen, así como los movimientos que las caracterizan.

La mecánica cuántica es la más reciente de las ramas de la física, desarrollada durante el siglo XX a la par de la Teoría de la relatividad, aunque la mayoría de sus formulaciones son posteriores a 1920. Estos dos campos de comprensión del universo son los pilares de la física moderna, a pesar de que no parten de principios comunes y todavía se requiere de una teoría unificadora (o “teoría del todo”) que las reconcilie.

El punto de inicio de la mecánica cuántica lo constituyen los estudios del francés Louis de Broglie, quien formuló la ley que dicta el movimiento a la vez corpuscular (de cuerpo) y ondulatorio (de ondas) de las partículas subatómicas. Esto ocasionó que inicialmente se conociera a esta disciplina como mecánica ondulatoria.

Sin embargo, esto no habría sido posible sin los desarrollos previos de Max Planck, quien postuló la hipótesis de que la luz (radiación electromagnética) era absorbida y emitida por la materia como cuantos (del inglés quantum) de luz (hoy llamados fotones) según la Constante de Planck. Este fue el primer desarrollo cuántico de la historia, que demostraba la posibilidad de una dualidad onda-partícula.

Las aplicaciones del desarrollo de este campo no solo revolucionaron a la física, sino también a la química y a otras áreas cercanas. Este conjunto de experiencias científicas ha permitido el estudio del átomo, de las partículas que lo componen (electrones, quarks y gluones) y de todas las partículas elementales en general. Asimismo, con la mecánica cuántica se hizo posible un desarrollo tecnológico muy amplio.

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Mecánica relativista

La mecánica relativista es la rama de la física que se rige por la Teoría de la Relatividad formulada por Albert Einstein a principios del siglo XX. Se fundamenta en dos grandes publicaciones: la teoría de la relatividad especial (1905) y la teoría de la relatividad general (1915). Estas teorías postularon la resolución a la incompatibilidad tradicional que había entre las teorías de Isaac Newton (mecánica clásica o newtoniana) y las de James Clerk Maxwell (electromagnetismo).

La teoría de la relatividad especial se ocupa del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas de gravedad, para lo cual era necesario reformular ciertas leyes del movimiento. En la teoría de la relatividad general, en cambio, el principal foco de reflexión teórica fue el concepto mismo de la gravedad, reemplazando la formulada por Newton hacía siglos y permitiendo una aproximación no inercial (sin referencia universal) a los sistemas físicos.

Esto se resume en un postulado sencillo: la ubicación de un fenómeno físico en el tiempo y el espacio depende, ante todo, del movimiento que presente su observador. Esto significa que la longitud, el tiempo y otras variables hasta entonces tenidas por universales y absolutas, simplemente, no lo eran, y por ende pueden variar dependiendo de las condiciones en que sean observados.

No se debe confundir esta teoría de la física con la posibilidad de interpretar un fenómeno desde múltiples perspectivas reales, ni tiene nada que ver con formulaciones respecto a la verdad o a la historia. Tampoco es cierto que esta teoría sea “solo una hipótesis”. Es una explicación sustentada por evidencia experimental.