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Qué Es La Física o Mecánica Cuántica?: Definición, Teorías y Campos de Aplicación

Qué es la física o mecánica cuántica? Además, de darte la definición y ver una que otra teoría sobre esta, qué estudia y los principios básicos, también veremos los distintos campos en que se está aplicando, un poco de historia y su relación con la teoría de la relatividad.

Definición de Física o Mecánica Cuántica

La cuántica a de tener sus secretos, enigmas y hasta misterios, no todo está dicho sobre esta materia, pero vamos a intentar describir, y de una forma en que sea de fácil entendimiento, en qué consiste la física cuántica y para qué sirve? También podrás ver algunos datos muy curiosos e interesantes.

Definición de Física Cuántica: En Qué Consiste, Qué Estudia, Principios Básicos?


La física, o mecánica cuántica, estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas que empiezan a notarse extraños efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posición de una partícula o simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula.


Los principios básicos de la física cuántica son fundamentalmente dos. El primero es que las partículas intercambian energía en múltiplos enteros de una cantidad mínima posible, es el llamado quantum de energía. El segundo es que la posición teórica de las partículas está dada por una función probabilística, es decir que no es una certeza sino más bien una posibilidad.

Un Poco de Historia Sobre La Mecánica Cuántica y La Teoría de La Relatividad


La mecánica cuántica surgió en la primera mitad del siglo XX en respuesta a algunos problemas que no podían ser resueltos por los principios de la física clásica, que comenzaba a perder credibilidad. No es casual que la mecánica cuántica se haya desarrollado de forma más o menos contemporánea (pero paralela) a la teoría de la relatividad, que también enfrenta algunos de los principios fundamentales de la física clásica.

Hasta el siglo XX se creía que la energía era emitida, propagada y absorbida de forma continua e infinita y fue Max Planck quien por primera vez planteó que la energía radiada de un cuerpo negro no era continua sino discreta. Es decir que la energía se propaga y absorbe en cantidades mínimas, o cuantos, de allí el nombre de quantum.

Este descubrimiento se dio de forma conjunta a uno de los hallazgos más importantes de las ciencias físicas: la dualidad onda-partícula, que demostró que la luz y la materia pueden poseer propiedades de partícula tanto como propiedades ondulatorias.

Dónde Se Está Aplicando La Teoría Cuántica?


Los avances de la teoría cuántica permitieron aplicaciones en distintos ámbitos como la electrónica (transistores, microprocesadores y componentes electrónicos), en la física de nuevos materiales, (semiconductores y superconductores), en la física de altas energías, en la criptografía y la computación cuánticas, y en la Cosmología teórica del Universo temprano.

En medicina la teoría cuántica es utilizada en campos tan diversos como la cirugía láser, o la exploración radiológica.

A modo de ejemplo y a la vez un dato curioso: según el segundo principio de la mecánica cuántica es posible que, por ejemplo, al patear una pelota la elevemos hasta la estratósfera o más allá. ¿Por qué? Porque básicamente, por muy pequeña que sea, existe una posibilidad de que suceda, porque la posición de la materia está dada por una simple probabilidad.

También se puede aplicar a los humanos y afirmar que no somos nada más que un resultado de entre infinitas probabilidades. La física contemporánea se funda básicamente en dos teorías principales, la teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica, aunque ambas teorías parecen contradecirse mutuamente.


Los postulados que definen la teoría de la relatividad de Einstein y la teoría detrás de la física cuántica están incuestionablemente apoyados por rigurosa y repetida evidencia empírica. Sin embargo, ambas se resisten, por el momento, a ser incorporadas dentro de un mismo modelo coherente.

Fuente de donde hemos hecho curación de contenidos: VIX.

Te recomiendo ver varios posts sobre:

1- Qué es el universo?

2- Qué es la antimateria?

3- Qué es el sistema solar?

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Qué Es el Sistema Solar?: Definición, Sus Características y Antiguedad Real

Veamos la definición de sistema solar, cuáles son sus características y la antigüedad que la ciencia le ha calculado al nuestro. Ya en otra publicación anterior nos referimos al tema de su formación y la de los planetas viendo diversas teorías que barajan científicos de todo el mundo.

Definición del Sistema Solar, Características y Edad

Te recomiendo complementar viendo dicha publicación sobre la formación del sistema solar. Hoy lo que haré será compartirte la información recopilada de varias publicaciones de un sitio web especializado en astronomía educativa y que textualmente es el siguiente:

Entre los miles de estrellas que forman nuestra galaxia hay una de tamaño mediano, situada en uno de los brazos de la espiral de la Vía Láctea, que tiene un interés especial para nosotros...


¡Claro!, porque nosotros vinimos muy cerca de esa estrella y, en cierto modo, vivimos de ella. Se trata, naturalmente, de nuestro Sol.

Qué Es el Sistema Solar, Lo Que Hay En el y Cuántos Años Hace Que Se Formó?


El sistema solar es el sistema planetario en el que se encuentran la Tierra y otros objetos astronómicos que giran directa o indirectamente en una órbita alrededor de una única estrella conocida como el Sol.

Nuestra estrella, el Sol, junto con los planetas y otros cuerpos que giran en órbitas a su alrededor, constituyen lo que llamamos El Sistema Solar. Se formó hace unos 4.600 millones de años y, lejos de permanecer estable, se trata de un sistema dinámico que cambia y evoluciona constantemente.

Los cursos sobre astronomía fueron al principio sólo para sacerdotes y sabios. Afortunadamente, la educación sobre este tema se ha popularizado, aunque todavía el "gran público" desconoce muchos aspectos de nuestro entorno espacial más próximo. Esto es lo que presentamos en los siguientes capítulos.

Cuáles Son Las Características de Nuestro Sistema Solar?


El Sistema Solar está formado por una estrella central, el Sol, los cuerpos que le acompañan y el espacio que queda entre ellos.

Planetas en el Sistema Solar

Ocho planetas giran alrededor del Sol: Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, además del planeta enano, Plutón. La Tierra es nuestro planeta y tiene un satélite, la Luna. Algunos planetas tienen satélites girando a su alrededor, otros no.

Los asteroides son rocas más pequeñas que también giran alrededor del Sol, la mayoría entre Marte y Júpiter. Además, están los cometas que se acercan y se alejan mucho del Sol.

A veces llega a la Tierra un fragmento de materia extraterrestre. La mayoría se encienden y se desintegran cuando entran en la atmosfera. Son los meteoritos.

Los planetas, muchos de los satélites de los planetas y los asteroides giran alrededor del Sol en la misma dirección, en órbitas casi circulares. Cuando se observa desde lo alto del polo norte del Sol, los planetas orbitan en una dirección contraria al movimiento de las agujas del reloj.

Casi todos los planetas orbitan alrededor del Sol en el mismo plano, llamado eclíptica. Plutón es un caso especial, ya que su órbita es la más inclinada y la más elíptica de todos. Hasta hace poco se le consideraba un planeta, pero ya no. El eje de rotación de muchos de los planetas es casi perpendicular al eclíptico. Las excepciones son Urano y Plutón, los cuales están inclinados hacia sus lados.

El Sol contiene el 99.85% de toda la materia en el Sistema Solar. Los planetas están condensados del mismo material del que está formado el Sol, contienen sólo el 0.135% de la masa del sistema solar. Júpiter contiene más de dos veces la materia de todos los otros planetas juntos. Los satélites de los planetas, cometas, asteroides, meteoroides, y el medio interplanetario constituyen el restante 0.015%.

Casi todo el sistema solar por volumen parece ser un espacio vacío que llamamos "medio interplanetario". Incluye varias formas de energía y se contiene, sobre todo, polvo y gas interplanetarios.

Conociendo el Sistema Solar

Desde siempre los humanos hemos observado el cielo. Primero, a simple vista; después, hace 300 años se inventaron los telescopios. Pero la auténtica exploración del espacio no comenzó hasta la segunda mitad del siglo XX.

Desde entonces se han lanzado muchísimas naves. Los astronautas se han paseado por la Luna. Vehículos equipados con instrumentos han visitado algunos planetas y han atravesado el Sistema Solar.

Explorando el Sistema Solar

Más allá, la estrella más cercana es Alfa Centauro. Su luz tarda 4,3 años en llegar hasta aquí. Ella y el Sol son sólo dos entre los 200.000.000.000 (doscientos mil millones) de estrellas que forman la Via Láctea, nuestra Galaxia.


Hay millones de galaxias que se mueven por el espacio intergaláctico. Entre todas forman el Universo, cuyos límites todavía no conocemos. Pero los astrónomos continúan investigando...

Fuente: Astromía.com.

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Formación del Sistema Solar: Origen del Sol y Los Planetas, Distintas Teorías

Según una teoría el sistema solar es el resultado de una gran nube de gas y polvo, pero en total conocemos 5 posible explicaciones (las más probables desde el punto de vista de la ciencia) sobre su origen. Lee la publicación y conoce lo que dicen los científicos astrólogos sobre el tema!

Teorías del Origen Sistema Solar

Según la teoría de Laplace, una inmensa nube de gas y polvo se contrajo a causa de la fuerza de la gravedad y comenzó a girar a gran velocidad, probablemente, debido a la explosión de una supernova cercana. Ahora bien, cuando sucedió esta gran explosión que dio origen a nuestro sistema salar?


A decir verdad es muy difícil llegar a precisar el real origen del Sistema Solar, pero los científicos afirman que este puede situarse hace unos 4.600 millones de años. Te recomiendo contextualizar más viendo nuestra publicación sobre el Universo.

Cómo Se Formó el Sol?: El Nacimiento de Nuestra Estrella


La mayor parte de la materia se acumuló en el centro. La presión era tan elevada que se inició una reacción nuclear, liberando energía y formando una estrella. Al mismo tiempo se iban definiendo algunos remolinos que, al crecer, aumentaban su gravedad y recogían más materiales en cada vuelta.

Nace el Sol

También había muchas colisiones. Millones de objetos se acercaban y se unían o chocaban con violencia y se partían en trozos. Los encuentros constructivos predominaron y, en sólo 100 millones de años, adquirió un aspecto semejante al actual. Después cada cuerpo continuó su propia evolución.

Origen de los Planetas

Cualquier teoría que pretenda explicar la formación del Sistema Solar deberá tener en cuenta que el Sol gira lentamente y sólo tiene 1 por ciento del momento angular, pero tiene el 99,9% de su masa, mientras que los planetas tienen el 99% del momento angular y sólo un 0,1% de la masa.

Diferentes Teorías Sobre La Formación de Los Planetas


Sobre la formación de los Planetas hay cinco teorías consideradas razonables:

1- La teoría de Acreción asume que el Sol pasó a través de una densa nube interestelar, y emergió rodeado de un envoltorio de polvo y gas.

2- La teoría de los Proto-planetas dice que inicialmente hubo una densa nube interestelar que formó un cúmulo. Las estrellas resultantes, por ser grandes, tenían bajas velocidades de rotación, en cambio los planetas, formados en la misma nube, tenían velocidades mayores cuando fueron capturados por las estrellas, incluido el Sol.

3- La teoría de Captura explica que el Sol interactuó con una proto-estrella cercana, sacando materia de esta. La baja velocidad de rotación del Sol, se explica como debida a su formación anterior a la de los planetas.

4- La teoría Laplaciana Moderna asume que la condensación del Sol contenía granos de polvo sólido que, a causa del roce en el centro, frenaron la rotación solar. Después la temperatura del Sol aumentó y el polvo se evaporó.


5- La teoría de la Nebulosa Moderna se basa en la observación de estrellas jóvenes, rodeadas de densos discos de polvo que se van frenando. Al concentrarse la mayor parte de la masa en el centro, los trozos exteriores, ya separados, reciben más energía y se frenan menos, con lo que aumenta la diferencia de velocidades.

Fuente: Astromía.

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El Universo: Qué Es, Componentes Químicos y Cómo Se Creó Según Teoría?

Te presentamos la correcta definición de qué es el universo, además veremos cuáles son los elementos químicos que lo forman, como lo que dice la teoría del Big Bang por medio de la cual los científicos pretenden explicar cómo se formó, pero en verdad ese fue su origen?

Qué Es el Universo?

En verdad el Universo lo es todo, sin ningún tipo de excepciones. Materia, antimateria, agujeros negros, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte del Universo. Si bien existe gran cantidad de materia en el universo, este sobre todo se constituye de espacio vacío.


Es cierto que este es muy grande, pero se entiende que no es infinito (hay una teoría respaldada por científicos expertos en astronomía de que este está en constante expansión). Si el universo fuera infinito todo en el lo sería: existiría infinita materia en infinitas estrellas, y la ciencia es muy categórica al decir que esto no es así.

Qué Podemos Encontrar En el Universo? En Verdad Sabemos Todo Lo Que Hay En el?


El Universo contiene galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras de mayor tamaño llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. Sin lugar a dudas uno de los grandes misterios lo es su tamaño. A pesar de la avanzada tecnología que existe todavía no sabemos con exactitud la magnitud del Universo.

La materia no se distribuye de manera uniforme, sino que está se concentra en lugares concretos: galaxias, estrellas, planetas, etc. Sin embargo, el 90% del Universo es una masa oscura, que no podemos observar.

Cuáles Son Los Elementos Químicos del Universo?


Por cada millón de átomos de hidrógeno los 10 elementos más abundantes son:

Símbolo           Elemento químico         Atomos

H ----------------Hidrógeno--------------1.000.000
He---------------Helio-------------------------63.000
O----------------Oxígeno-------------------------690
C-----------------Carbono -----------------------420
N-----------------Nitrógeno------------------------87
Si----------------Silicio-----------------------------45
Mg---------------Magnesio-----------------------40
Ne---------------Neón-----------------------------37
Fe---------------Hierro----------------------------32
S----------------Azufre----------------------------16

La teoría del Big Bang explica cómo se formó

La famosa teoría del Bing Bang dice que hace unos 13.700 millones de años la materia tenía una densidad y una temperatura infinitas. Por algún motivo hubo una explosión violenta y, desde entonces, como resultado de dicha explosión, el universo va perdiendo densidad y también temperatura.

El Big Bang se define como una singularidad, una excepción que no se puede explicar por medio de las leyes de la física. Los científicos afirman que podemos saber qué pasó desde el primer instante, pero el momento y tamaño cero todavía no tienen explicación.

Nuestro lugar en el Universo

Nuestro planeta, la Tierra, es sumamente minúsculo comparado con el gran tamaño del Universo. Formamos parte del Sistema Solar, ubicados en una galaxia que tiene 100.000 millones de estrellas, pero esta es tan sólo una entre los centenares de miles de millones de galaxias que forman el Universo.

Resumiendo podemos decir que el universo es la totalidad del espacio y del tiempo, de todas las formas de la materia, la energía y el impulso, y las leyes y constantes físicas que las gobiernan. Sin embargo, el término también se utiliza en sentidos contextuales ligeramente diferentes y alude a conceptos como cosmos, mundo o naturaleza.

Su estudio, en las mayores escalas, es el objeto de la cosmología, disciplina basada en la astronomía y la física, en la cual se describen todos los aspectos de este universo con sus fenómenos.

Sus componentes son los siguientes:

1- Sistemas planetarios.

2- Asteroides, meteoritos y cometas.

3- Las estrellas y los elementos químicos.

4- Las Galaxias.

5- Los cuásares.

6- Polvo cósmico.

7- Materia oscura.


Fuentes consultadas: Astronomía.com y Wikipedia donde puedes ver un reporte muy completo sobre el universo.

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Qué Es La Antimateria? En Verdad Existe? Cómo Se Crea o Se Obtiene?

Qué es antimateria? La definición más simple es la de materia compuesta por antipartículas, pero la gran verdad sobre el tema es que actualmente tenemos conocimiento de la existencia de antimateria porque científicos han logrado obtenido de forma artificial en el laboratorio.

Definición de Antimateria

La antimateria consiste en la materia constituida por antipartículas. Por ejemplo, el antihidrógeno consiste en un antiprotón y un antielectrón (positrón). El antihidrógeno ha sido creado artificialmente en el laboratorio. El espectro del antihidrógeno debe ser idéntico al del hidrógeno.


Parece ser que la materia bariónica (la que no es materia oscura) del universo es mayoritariamente materia ordinaria y la explicación de la ausencia de grandes cantidades de antimateria es una cuestión que ha de ser incorporada dentro de los grandes modelos cosmológicos.

Definición de Antimateria, Ejemplos Para Explicar Su Existencia y Posibles Usos


Un dato que resalta es el hecho de que ningún modelo conocido hasta la fecha aporta una explicación completamente satisfactoria de cuál es la cantidad detectada de antimateria.

Una antipartícula es una partícula subatómica que tiene la misma masa que otra partícula, pero un valor opuesto de otra propiedad o propiedades. Así, por ejemplo, la antipartícula del electrón es el positrón, que tiene la misma masa, que carga de igual magnitud, pero opuesta (positiva). El neutrón y el antineutrón tienen momentos magnéticos opuestos en signo en relación con su espín.

La existencia de antipartículas es una predicción de la mecánica cuántica relativista de Dirac. Estas antipartículas se llaman fermiones de Dirac. Recordemos que cuando una partícula y su antipartícula colisionan, estas se aniquilan entre si liberando energía.

Pueden existir también los fermiones de Majorana, partículas que son su propia antipartícula. No está claro aún si el neutrino es un fermión de Dirac o de Majorana.

Por cada partícula existe una antipartícula correspondiente cuya única diferencia es que tiene la carga opuesta (y otras propiedades o números cuánticos). Así por ejemplo para el electrón hay un antielectrón, idéntico pero de carga positiva; a este que fue de los primeros en descubrirse se le llamó positrón, pero en general se les llama anti-loquesea, e.g. protón - antiprotón etc.

Cuando una partícula y su antipartícula colisionan se pueden aniquilar mutuamente liberando energía en forma de radiación. Es por esta razón que en general no vemos antimateria por ahí, porque si hubiera enseguida se aniquilaría con la materia. En el caso del fotón él es su propia antipartícula (el especialito).

Las unidades de materia más básicas conocidas se denominan partículas fundamentales. Se ha identificado 12 de ellas, las cuales pueden clasificarse en dos grandes familias: los quarks y los leptones. Los protones y los neutrones del núcleo del átomo se componen de quarks y los electrones pertenecen a la familia de los leptones.

Puede Ser La Antimateria el Energético del Futuro?


Dado que una pequeña cantidad de antimateria es capaz de producir grandes cantidades de energía, la propulsión de vehículos impulsados por ella es hipotéticamente posible. La limitación es encontrar o disponer de suficiente antimateria. Existen experimentos que simulan propulsión y almacenamiento, pero están en una fase sumamente temprana de desarrollo.

Ahora te invito a ver un pequeño vídeo para ilustrar mejor esta información. El vídeo es de Javier Santaolalla y fue publicado por el en su canal de YouTube "Date un Voltio", espero te guste.


En resumen:

La antimateria es a todos los efectos lo mismo que la materia excepto por una propiedad: su carga eléctrica. La antimateria se compone de partículas de signo opuesto a las de la materia y se denominan "antipartículas". Así, los protones, con carga positiva, en la antimateria existen los "antiprotones".


Aunque no la encontramos de modo natural, se produce en muchas instalaciones de manera rutinaria, como por ejemplo en los hospitales para realizar un PET.

Contenido curado de Quora.com.

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