FISICA CUANTICALa mecnica cuntica es el fundamento de los estudios del tomo, su ncleo y las partculas elementales (siendo necesario el enfoque relativista). Tambin en teora de la informacin, criptografa y qumica. La mecnica cuntica es, cronolgicamente, la ltima de las grandes ramas de la fsica. Se formul a principios del siglo XX, casi al mismo tiempo que la teora de la relatividad, aunque el grueso de la mecnica cuntica se desarroll a partir de 1920 (siendo la teora de la relatividad especial de 1905 y la teora general de la relatividad de 1915). Adems al advenimiento de la mecnica cuntica existan diversos problemas no resueltos en la electrodinmica clsica. El primero de estos problemas era la emisin de radiacin de cualquier objeto en equilibrio, llamada radiacin trmica, que es la que proviene de la vibracin microscpica de las partculas que lo componen. Usando las ecuaciones de la electrodinmica clsica, la energa que emita esta radiacin trmica tenda al infinito si se suman todas las frecuencias que emita el objeto, con ilgico resultado para los fsicos. Tambin la estabilidad de los tomos no poda ser explicada por el electromagnetismo clsico, y la nocin de que el electrn fuera o bien una partcula clsica puntual o bien una cscara de dimensiones finitas resultaban igualmente problemticas.RADIACIN ELECTROMAGNTICAEl problema de la radiacin electromagntica fue uno de los primeros problemas resueltos en el seno de la mecnica cuntica. Es en el seno de la mecnica estadstica donde surgen las ideas cunticas en 1900. Al fsico alemn Max Planck se le ocurri un artificio matemtico: si en el proceso aritmtico se sustitua la integral de esas frecuencias por una suma no continua, se dejaba de obtener infinito como resultado, con lo que se eliminaba el problema; adems, el resultado obtenido concordaba con lo que despus era medido.Fue Max Planck quien entonces enunci la hiptesis de que la radiacin electromagntica es absorbida y emitida por la materia en forma de cuantos de luz o fotones de energa mediante una constante estadstica, que se denomin constante de Planck. Su historia es inherente al siglo XX, ya que la primera formulacin cuntica de un fenmeno fue dada a conocer por el mismo Planck el 14 de diciembre de 1900 en una sesin de la Sociedad Fsica de la Academia de Ciencias de Berln.3La idea de Planck habra quedado muchos aos slo como hiptesis si Albert Einstein no la hubiera retomado, proponiendo que la luz, en ciertas circunstancias, se comporta como partculas de energa independientes (los cuantos de luz o fotones). Fue Albert Einstein quien complet en 1905 las correspondientes leyes de movimiento en su teora especial de la relatividad, demostrando que el electromagnetismo era una teora esencialmente no mecnica. Culminaba as lo que se ha dado en llamar fsica clsica, es decir, la fsica no-cuntica.Esta hiptesis fue aplicada tambin para proponer una teora sobre el calor especfico, es decir, la que resuelve cul es la cantidad de calor necesaria para aumentar en una unidad la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo.

INESTABILIDAD DE LOS TOMOS CLSICOSEl segundo problema importante que la mecnica cuntica resolvio a travs del modelo de Bohr, fue el de la estabilidad de los tomos. De acuerdo con la teora clsica un electrn orbitando alrededor de un ncleo cargado positivamente debera emitir energa electromagntica perdiendo as velocidad hasta caer sobre el ncleo. La evidencia emprica era que esto no suceda, y sera la mecnica cuntica quien resolvera este hecho primero mediante postulados ad hoc formulados por Bohr y ms tarde mediante modelos como el modelo atmico de Schrdinger basados en supuestos ms generales. DESARROLLO HISTORICO Espectro de la radiacin del cuerpo negro, resuelto por Max Planck con la cuantizacin de la energa. La energa total del cuerpo negro result que tomaba valores discretos ms que continuos. Este fenmeno se llam cuantizacin, y los intervalos posibles ms pequeos entre los valores discretos son llamados quanta (singular: quantum, de la palabra latina para cantidad, de ah el nombre de mecnica cuntica). La magnitud de un cuanto es un valor fijo llamado constante de Planck, y que vale: 6.626 10-34 julios por segundo. Bajo ciertas condiciones experimentales, los objetos microscpicos como los tomos o los electrones exhiben un comportamiento ondulatorio, como en la interferencia. Bajo otras condiciones, las mismas especies de objetos exhiben un comportamiento corpuscular, de partcula, (partcula quiere decir un objeto que puede ser localizado en una regin concreta del espacio), como en la dispersin de partculas. Este fenmeno se conoce como dualidad onda-partcula. Las propiedades fsicas de objetos con historias asociadas pueden ser correlacionadas, en una amplitud prohibida para cualquier teora clsica, slo pueden ser descritos con precisin si se hace referencia a ambos a la vez. Este fenmeno es llamado entrelazamiento cuntico y la desigualdad de Bell describe su diferencia con la correlacin ordinaria. Las medidas de las violaciones de la desigualdad de Bell fueron algunas de las mayores comprobaciones de la mecnica cuntica. Explicacin del efecto fotoelctrico, dada por Albert Einstein, en que volvi a aparecer esa "misteriosa" necesidad de cuantizar la energa. Efecto Compton.El desarrollo formal de la teora fue obra de los esfuerzos conjuntos de varios fsicos y matemticos de la poca como Schrdinger, Heisenberg, Einstein, Dirac, Bohr y Von Neumann entre otros (la lista es larga). Algunos de los aspectos fundamentales de la teora estn siendo an estudiados activamente. La mecnica cuntica ha sido tambin adoptada como la teora subyacente a muchos campos de la fsica y la qumica, incluyendo la fsica de la materia condensada, la qumica cuntica y la fsica de partculas. La regin de origen de la mecnica cuntica puede localizarse en la Europa central, en Alemania y Austria, y en el contexto histrico del primer tercio del siglo XX.

SUPOSICIONES MS IMPORTANTESLas suposiciones ms importantes de esta teora son las siguientes: Al ser imposible fijar a la vez la posicin y el momento de una partcula, se renuncia al concepto de trayectoria, vital en mecnica clsica. En vez de eso, el movimiento de una partcula 'puede ser explicado por una funcin matemtica que asigna, a cada punto del espacio y a cada instante, la probabilidad de que la partcula descrita se halle en tal posicin en ese instante (al menos, en la interpretacin de la Mecnica cuntica ms usual, la probabilstica o interpretacin de Copenhague). A partir de esa funcin, o funcin de ondas, se extraen tericamente todas las magnitudes del movimiento necesarias. Existen dos tipos de evolucin temporal, si no ocurre ninguna medida el estado del sistema o funcin de onda evolucionan de acuerdo con la ecuacin de Schrdinger, sin embargo, si se realiza una medida sobre el sistema, ste sufre un salto cuntico hacia un estado compatible con los valores de la medida obtenida (formalmente el nuevo estado ser una proyeccin ortogonal del estado original). Existen diferencias perceptibles entre los estados ligados y los que no lo estn. La energa no se intercambia de forma continua en un estado ligado, sino en forma discreta lo cual implica la existencia de paquetes mnimos de energa llamados cuantos, mientras en los estados no ligados la energa se comporta como un continuo.RELATIVIDAD Y LA MECNICA CUNTICAEl mundo moderno de la fsica se funda notablemente en dos teoras principales, la relatividad general y la mecnica cuntica, aunque ambas teoras usan principios aparentemente incompatibles. Los postulados que definen la teora de la relatividad de Einstein y la teora del quntum estn apoyados por rigurosa y repetida evidencia emprica. Sin embargo, ambas se resisten a ser incorporadas dentro de un mismo modelo coherente. Desde mediados del siglo XX, aparecieron teoras cunticas relativistas del campo electromagntico (electrodinmica cuntica) y las fuerzas nucleares (modelo electrodbil, cromodinmica cuntica), pero hasta la fecha (2015) no se tiene una teora cuntica relativista del campo gravitatorio que sea plenamente consistente y vlida para campos gravitatorios intensos (existen aproximaciones en espacios asintticamente planos). Todas las teoras cunticas relativistas consistentes usan los mtodos de la teora cuntica de campos. En su forma ordinaria, la teora cuntica abandona algunos de los supuestos bsicos de la teora de la relatividad, como por ejemplo el principio de localidad usado en la descripcin relativista de la causalidad. El mismo Einstein haba considerado absurda la violacin del principio de localidad a la que pareca abocar la mecnica cuntica. La postura de Einstein fue postular que la mecnica cuntica si bien era consistente era incompleta. Para justificar su argumento y su rechazo a la falta de localidad y la falta de determinismo, Einstein y varios de sus colaboradores postularon la llamada paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen la cual demuestra que medir el estado de una partcula puede instantneamente cambiar el estado de su socio enlazado, aunque las dos partculas pueden estar a una distancia arbitrariamente grande