La Cuántica y la Frontera de la Ciencia

Introducción

• La ciencia no siempre tiene la última palabra.
• Incluso las ciencias exactas, como la física, tienen aspectos en discusión.
• El papel de la intuición es vital.

Revoluciones de la Física Moderna

• Frontera en 1900 con la hipótesis de Planck, inicio de la teoría cuántica.
• En 1905, teoría de la relatividad restringida de Einstein.
• A fines del siglo XIX, se creía que la física estaba casi completa.
• Ejemplos: Leyes de Newton, Leyes de Maxwell (electromagnetismo+óptica), termodinámica.
• Albert Michelson (1899): "Las leyes físicas fundamentales ya están descubiertas".

Teoría Cuántica

• Verificada experimentalmente con exactitud sorprendente.
• Aplicaciones desde partículas fundamentales hasta cosmología.
• Ejemplos: antipartículas (positrones), emisión inducida (láseres), y el condensado Bose-Einstein.
• Predicciones y aplicaciones tecnológicas: discos de alta densidad, memorias flash, nanotec, entre otros.

Características Sorprendentes

• Propiedades cuantizadas: energía de un átomo.
• Indeterminismo: No predice resultados exactos de mediciones, solo probabilidades.
• Dualidad partícula-onda: luz y materia pueden comportarse como ambas.
• Principio de incertidumbre: No se pueden medir simultáneamente con precisión posición y momentum.
• Influencia del observador: Afecta el sistema observado.
• No-localidad: Acción a distancia instantánea (entrelazamiento).

Implicaciones en Mecánica Cuántica

• Indeterminismo: Explica cierta libertad en la naturaleza, posible explicación del libre albedrío.
• Interferencias: Comportamiento de partículas que se comportan como ondas.

Experimento de Interferencia de Partículas

• Las partículas pueden interferir incluso enviadas individualmente.
• Teoría de colapso de estado con observación.

Estados de Superposición

• Estados cuánticos superpuestos: un objeto puede estar en múltiples estados simultáneamente.
• Interferencias demostradas con partículas grandes y dispositivos como SQUIDs.
• Gato de Schrödinger: Ejemplo para ilustrar la superposición cuántica.

Controversia y Futuro

• Cuestiones interpretativas: No hay consenso universal sobre cómo interpretar los fenómenos cuánticos.
• Ejemplo: Puede la mecánica cuántica cambiar la historia?

Conclusión

• La teoría cuántica, a pesar de sus predicciones exactas, desafía nuestra intuición y comprensión.
• Sorpresas y nuevas aplicaciones continuamente descubiertas validan la belleza y robustez de la teoría.