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Mecánica cuántica: Entendiendo el movimiento y su impacto en la vida

Un experto en la materia nos cuenta qué es la mecánica cuántica y cómo ha ayudado a comprender y a ayudar al mundo actual.

El movimiento, ese fenómeno físico que es una constante en el Universo, es mucho más complejo de lo que a simple vista se nos presenta. De hecho, hay manifestaciones de este que ni siquiera están al alcance de los ojos humanos. Por eso, como suele suceder, su estudio se ha dividido en áreas que nos permiten delimitar cuándo hablamos de un tipo específico. Por ahí va la mecánica cuántica.

Esta famosa teoría nos ayuda a comprender otra de dimensión del movimiento, una que siempre está ahí, pero que escapa a la vista común. Esta vez, para entender mejor de qué trata la mecánica cuántica, hablamos con el Dr. Alejandro Farah Simón, miembro del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Esto fue lo que explicó a National Geographic en Español.

¿Qué es la mecánica cuántica?

Se puede resumir el estudio del movimiento en tres grandes áreas; la mecánica asica, o newtoniana, que describe el comportamiento de objetos que se mueven en condiciones tangibles a nuestros sentidos; la mecánica relativista que estudia a objetos que se mueven a velocidades de miles de kilómetros por segundo; y la mecánica cuántica, la que explicamos a continuación.

La mecánica cuántica describe el comportamiento de las partículas subatómicas, tales como electrones, protones y fotones. Es una teoría que se ha ido desarrollando desde hace un siglo, con el objetivo de explicar fenómenos físicos que no podían ser esclarecidos con las teorías clásicas. Actualmente, tiene aplicaciones en la física de materiales, de partículas, química y en tecnologías de la información.

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“La teoría de la mecánica cuántica es considerada una de las más exitosas de la historia de la ciencia”, añade el experto.

¿Cuál es la relación de la mecánica cuántica con el efecto túnel?

La mecánica cuántica y el efecto túnel están estrechamente vinculados. Este útlimo se presenta cuando una partícula puede atravesar una barrera impenetrable. El fenómeno, desde la perspectiva de la mecánica clásica no se puede describir, ya que esas partículas no tienen la energía suficiente para hacerlo.

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Con ayuda de la teoría de la mecánica cuántica es posible modelar este efecto, debido a la dualidad onda-partícula. Estos modelos permiten una probabilidad de que la partícula esté del lado opuesto de la barrera, a pesar de no tener la energía suficiente de otras teorías del movimiento.

¿Cómo impacta el efecto túnel en nuestra vida diaria?

Tan solo un par de ejemplos muestran su importancia en nuestras vidas. El efecto túnel ha revolucionado la microscopía de barrido permitiendo generar imágenes con mayor resolución de superficies finas que permiten entender las propiedades físicas de muchos materiales. También, su aplicación en el diseño y fabricación de dispositivos electrónicos es utilizada para permitir el almacenamiento y procesamiento de información en las memorias de nuestras computadoras.