Que es la física cuantica y que estudia
Física cuántica para principiantes
Contenidos
Se requiere una solicitud de admisión a la universidad cumplimentada, el expediente académico de su programa de licenciatura, los resultados de las pruebas de acceso a la escuela de posgrado y la inscripción en este tipo de programa.
Ciertos temas avanzados en el campo de la física del estado sólido serán cubiertos en este curso de física avanzada del estado sólido, incluyendo la superconductividad, el gas de electrones interactuantes, la teoría avanzada de bandas de energía y la teoría de líquidos de Fermi.
El oscilador armónico, los problemas de pozos y barreras, la teoría de perturbaciones, la estadística cuántica y la dinámica colectiva de sólidos desordenados son sólo algunos de los temas tratados en los cursos de física cuántica de la materia.
Este curso está dirigido a quienes estén interesados en la física cuántica de la materia, los campos y sus interacciones a nanoescala, así como en las propiedades electrónicas y ópticas de los defectos en aislantes y semiconductores.
Los estudiantes que se matriculen en este curso saldrán con un conocimiento profundo de los principios de la óptica contemporánea, incluyendo la reflexión y la refracción, los láseres y las imágenes ópticas, entre otros temas.
¿Qué hace un físico cuántico?
Los físicos cuánticos exploran el funcionamiento del mundo estudiando cómo interactúan las partículas de materia. Esta carrera puede encajar con tus intereses si te gustan las matemáticas o la física y quieres aprender continuamente sobre el mundo.
¿Cómo se utiliza la física cuántica en la vida cotidiana?
Ordenadores y Smartphone: Todo el proceso de funcionamiento de los ordenadores se basa en la física cuántica. El fenómeno de la estructura de bandas, que sustenta la moderna electrónica basada en semiconductores, es fundamentalmente un mecanismo cuántico. Láseres y telecomunicaciones: La base de las telecomunicaciones por fibra óptica es la física cuántica.
¿Es difícil estudiar física cuántica?
La mecánica cuántica se considera la parte más difícil de la física. Los sistemas con comportamiento cuántico no siguen las reglas a las que estamos acostumbrados, son difíciles de ver y difíciles de "sentir", pueden tener características controvertidas, existir en varios estados diferentes al mismo tiempo... e incluso cambiar dependiendo de si se observan o no.
Efectos cuánticos
Funciones de onda del electrón en un átomo de hidrógeno a diferentes niveles de energía. La mecánica cuántica no puede predecir la ubicación exacta de una partícula en el espacio, sólo la probabilidad de encontrarla en diferentes ubicaciones[1] Las zonas más brillantes representan una mayor probabilidad de encontrar el electrón.
La mecánica cuántica es una teoría fundamental de la física que proporciona una descripción de las propiedades físicas de la naturaleza a escala de átomos y partículas subatómicas[2]: 1.1 Es la base de toda la física cuántica, incluida la química cuántica, la teoría cuántica de campos, la tecnología cuántica y la ciencia cuántica de la información.
La física clásica, el conjunto de teorías que existían antes de la aparición de la mecánica cuántica, describe muchos aspectos de la naturaleza a escala ordinaria (macroscópica), pero no es suficiente para describirlos a escalas pequeñas (atómica y subatómica). La mayoría de las teorías de la física clásica pueden derivarse de la mecánica cuántica como una aproximación válida a gran escala (macroscópica)[3].
La mecánica cuántica difiere de la física clásica en que la energía, el momento, el momento angular y otras magnitudes de un sistema ligado están restringidas a valores discretos (cuantización); los objetos tienen características tanto de partículas como de ondas (dualidad onda-partícula); y existen límites a la precisión con la que puede predecirse el valor de una magnitud física antes de su medición, dado un conjunto completo de condiciones iniciales (principio de incertidumbre).
Mecánica cuántica
Aunque muchos experimentos cuánticos examinan objetos muy pequeños, como electrones y fotones, los fenómenos cuánticos nos rodean y actúan a todas las escalas. Sin embargo, es posible que no podamos detectarlos fácilmente en objetos más grandes. Esto puede dar la impresión errónea de que los fenómenos cuánticos son extraños o de otro mundo. De hecho, la ciencia cuántica colma lagunas en nuestro conocimiento de la física para ofrecernos una imagen más completa de nuestra vida cotidiana. Los descubrimientos cuánticos se han incorporado a nuestra comprensión fundacional de los materiales, la química, la biología y la astronomía. Estos descubrimientos son un valioso recurso para la innovación, dando lugar a dispositivos como el láser y los transistores, y permitiendo avances reales en tecnologías antes consideradas puramente especulativas, como los ordenadores cuánticos. Los físicos están explorando el potencial de la ciencia cuántica para transformar nuestra visión de la gravedad y su conexión con el espacio y el tiempo. La ciencia cuántica puede incluso revelar cómo todo en el universo (o en múltiples universos) está conectado con todo lo demás a través de dimensiones superiores que nuestros sentidos no pueden comprender.
La teoría cuántica deutsch
La Universidad de California en Boulder es desde hace tiempo líder en investigación cuántica. Cuatro de los cinco premios Nobel que ha recibido la universidad proceden de investigadores que estudian el reino cuántico en el JILA, un instituto de investigación conjunto con el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST). En los últimos años, la universidad también ha puesto en marcha una serie de iniciativas de investigación cuántica, como la CUbit Quantum Initiative, Quantum Systems through Entangled Science and Engineering (Q-SEnSE) y la Quantum Engineering Initiative.
Para celebrar el Día Mundial de la Cuántica el 14 de abril, organizado por científicos de todo el mundo para dar a conocer este campo, CU Boulder Today habló con tres estudiantes graduados en investigación cuántica: Jacob Beckey, que trabaja en el JILA para diseñar los ordenadores cuánticos del futuro; Gregory Krueper, que explora la física de la fibra óptica en el Departamento de Ingeniería Eléctrica, Informática y Energética; y Joanna Lis, que atrapa y manipula átomos utilizando láseres en el JILA.
Beckey: La física cuántica es un modelo del universo que describe, con increíble precisión, el comportamiento de partículas diminutas como electrones y protones. La comprensión del reino cuántico ha permitido a los científicos hacer descripciones de los procesos químicos, el funcionamiento de importantes dispositivos de muchos aparatos electrónicos llamados semiconductores y superconductores, la interacción luz-materia y mucho, mucho más.