postulados de la física cuántica

¿A quién le interesará esto? Bueno, a cualquiera que pierda el tiempo en este blog le puede interesar cualquier cosa. Encontré esto en la red, sin fórmulas (bah, con una, pero muy sencillita):


-Postulado 1 (para entendidos): el estado de un sistema físico está completamente descrito por un vector normalizado de un espacio de Hilbert asociado al sistema.

-Postulado 1 (simplificado para torpes): cualquier cosa se describe con una flechita, es decir, algo que tiene una longitud, y que apunta hacia alguna parte.

Por ejemplo, una pelota que es “amarilla” se puede describir con una flechita hacia arriba, y la misma pelota pero de color “azul” se puede describir con una flechita hacia abajo. ¿Y que pasa si pongo una flechita que apunte en una dirección horizontal? Pues pasa que eso describe una pelota que es “amarilla” y “azul” a la vez. Toma ya. Nos podemos imaginar que, en este caso, la pelota es algo así como “verde”, es decir, ni totalmente “azul” ni totalmente “amarilla”, sino las dos cosas a la vez. Como veis, ya empiezan las cosas extrañas desde el principio. A eso se le llama superposición cuántica, y es la base de la famosa paradoja del gato de Schrödinger.

-Postulado 2 (para entendidos): a cada magnitud física asociada al sistema le corresponde un operador hermítico o autoadjunto, que se denomina observable.

-Postulado 2 (simplificado para torpes): todo lo que me puedo preguntar sobre la flechita, se representa como una “operación” que hace que la flechita cambie.

Siguiendo con el ejemplo anterior, el color de la pelota se representa por una “operación” que cambia el color de la pelota, algo así como “pintar la pelota”. Raro, raro, raro…

-Postulado 3 (para entendidos): cuando se mide una magnitud física, los resultados de los experimentos corresponden a los valores propios (autovalores) del operador observable correspondiente.

-Postulado 3 (simplificado para torpes): si quiero saber una propiedad de mi flechita, he de coger la “operación” correspondiente, y buscar para que tipos de flechitas la “operación” no hace nada (es decir, deja a la flechita básicamente igual). A esos tipos de flechitas, la “operación” les asocia un numerito. Pues ese numerito es, ni mas ni menos, el resultado de una medida de la propiedad en cuestión en mi laboratorio de flechitas.

Casi nada, y eso que… ¡sólo vamos por el postulado 3! En el ejemplo de la pelota, las flechitas asociadas a los colores “amarillo” y “azul” podrían ser las que no cambian cuando aplico la “operación de pintar la pelota” del postulado 2. A esas flechitas, mi “operación de pintar la pelota” les asocia dos números, que corresponden a los dos posibles colores en los que me puedo encontrar a mi pelota si voy y la miro.

-Postulado 4 (para entendidos): la probabilidad de obtener el valor propio “a” del operador observable “A” es igual al cuadrado del módulo del producto escalar entre el vector que describe el sistema y el correspondiente vector propio de “A”.

-Postulado 4 (simplificado para torpes): esto se está poniendo complicado… cuando miro alguna propiedad de la flechita, a veces obtengo una cosa y a veces otra. La probabilidad de obtener una u otra cosa depende de cómo sea la flechita, y de cómo sea la propiedad que miro.

Es decir, que una pelota “verde” representada por una flechita horizontal, cuando la miro y me pregunto “¿es amarilla o es azul?”, resulta que la mitad de las veces la puedo ver “amarilla”, y la otra mitad “azul”. Sin embargo, si me preguntase “¿es verde o roja?”, siempre la vería verde. Buff…

-Postulado 5 (para entendidos): si sobre un sistema cuántico se mide una magnitud física, el vector de estado inmediatamente después de la medida es el vector propio correspondiente al valor propio obtenido de dicha magnitud.

-Postulado 5 (simplificado para torpes): si mido “hacia adonde apunta la flechita”, y me sale que “hacia arriba”, entonces mi flechita deja de apuntar a donde fuera que apuntase antes y, de golpe, pasa a apuntar hacia arriba.

Menuda paranoia. Vamos, que si mi pelota está en el estado “verde” y, tras medir el color preguntándome “¿es amarilla o azul?”, obtengo como resultado “amarillo”, entonces la flechita que describe a mi pelota pasará a ser la correspondiente al color “amarillo”.

-Postulado 6 (para entendidos): la evolución temporal de vector de estado de un sistema, en ausencia de medidas, cumple con la ecuación de Schrödinger:



-Postulado 6 (simplificado para torpes): cuando no miro a mi flechita, ésta no campa a sus anchas, sino que cambia de acuerdo a una ecuación muy rara con letras feas.

¡Lo que nos faltaba! ¡Ahora encima salen ecuaciones horribles! Aunque su significado es bastante sencillo: pensando otra vez en mi pelota, lo que quiere decir este postulado es que, cuando yo no miro a la pelotita, el color de ésta cambia con el tiempo de una manera que se puede calcular. Los detalles de esta evolución dependen del entorno en el que se encuentre inmersa la pelotita.

Pero esto está lleno de contradicciones, ¿no?

De contradicciones, no. Pero de paradojas, pues sí: muchas y por todas partes. La física cuántica esta repleta de situaciones raras que nos son muy extrañas. Sin embargo, todas ellas tienen explicación dentro del mismo marco de la teoría. La mecánica cuántica es, en este sentido, autoconsistente. Y nunca se ha observado ninguna violación de la misma. Te puede gustar mucho o la puedes odiar, y te la puedes creer o no, pero lo cierto es que esta ahí. Y no es de extrañar que no sea intuitiva: ¿acaso alguno de nosotros es un átomo? No, ¿verdad? ¡Pues cómo nos va a ser intuitiva entonces! La cuántica es, en mi opinión, la construcción intelectual más sorprendente y admirable de la historia. Sus predicciones son de una precisión que quitan el hipo. Y de ella nos beneficiamos todos, del primero al último.

Extraído de: http://www.physics.uq.edu.au/people/orus/?p=23, visiten, está buena la página.