Diferencias Entre Mecanica Clasica Y Cuantica

La fisica clasica parte de la suposicion que la materia puede ser modelada como puntos o "bolitas" que tienen posicion y velocidad definidas exactamente. Asi por ejemplo, un auto puede estar en un punto determinado, moviendose a una velocidad determinada. Utilizando las ecuaciones de la mecanica clasica es posible determinar exactamente cual va a ser el estado futuro del sistema, o sea la posicion y velocidad a futuro.

Esta suposicion resultó ser insuficiente para objetos que son muy pequeños y tienen muy poca energia.

Por ejemplo, un electron en un atomo no puede ser descripto satisfactoriamente como una "bolita" que se mueve alrededor de un nucleo.

La unica solucion satisfactoria encontrada hasta el momento es suponer que la materia ya no está formada por "bolitas" de posicion y velocidad determinada. En lugar de esto es necesario suponer que la materia está formada por entes matematicos que pueden ser pensados como "nubes" que se distribuyen en el espacio.

Asi, el electron resulta ser una nube que cubre el nucleo del atomo. Matematicamente esta nube es descripta por una funcion que está definida en todo el espacio y que asigna a cada punto del espacio un valor complejo (ver numeros complejos)

Existe una confusion grande en lo que respecta al caracter probabilistico de la fisica cuantica.

1. No es verdad que el movimiento de la materia no sea determinista. Por el contrario, la fisica cuantica tiene leyes que determinan univocamente como cual va a ser el estado del sistema luego de transcurrir un tiempo t, partiendo de un estado inicial.

2. No es verdad que las "nubes" con las que se describe la materia sean meras probabilidades de existencia o producto de una teoria probabilistica subyacente. Estas nubes no se comportan matematicamente como probabilidades ya que son funciones complejas (referido a numeros complejos) en lugar de ser siempre positivas como sería una probabilidad.

La confusion proviene de esperar que una teoria fisica describa a la materia como "bolitas", lo cual es un preconcepto que viene de la vision del mundo que tenemos dia a dia. Si uno espera esto, entonces se encuentra con que no hay ninguna ley que describa el movimiento de estas "bolitas", lo cual lleva a pensar a mucha gente que esto significa que la fisica cuantica no es exacta o determinista. Sin embargo, las entidades principales en la teoria cuantica no son estas "bolitas" si no las "nubes". Desde este punto de vista, la teoria es completamente determinista y exacta. La teoria cuantica nos describe exactamente como se mueven estas nubes desde una condicion inicial hasta el momento de realizar una medición.

El caracter probabilistico de la teoria cuantica emerge en el momento de realizar una medicion. A pesar del caracter de "nube" de la materia, no es posible observarla directamente

mediante un solo experimento. Al realizar una observacion, la materia vuelve a comportarse en algunos sentidos como una "bolita". Esto significa que uno puede medir una posicion y una velocidad. Solo que el resultado de esta posicion y velocidad no va a ser el mismo aunque uno repita el experimento exactamente una y otra vez. La probabilidad de obtener tal o cual medicion puede ser determinada utilizando la funcion de ondas.

Hasta el momento no es posible encontrar una teoria que describa a la materia como bolitas y de la cual sea posible deducir la fisica cuantica como una teoria probabilistica. Es mas, está matematicamente demostrado que de existir dicha teoria deberia sacrificar otros conceptos que son mas plausibles. (ver desigualdad de Bell)

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