Física Cuántica

Quanta
En fisica moderna, el foton (en griego fos, fotos [luz], y -on) es la particula elemental responsable de las manifestaciones cuanticas del fenomeno electromagnetico. Es la particula portadora de todas las formas de radiacion electromagnetica, incluyendo a los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible, la luz infrarroja, las microondas, y las ondas de radio.

El foton tiene una masa invariante cero, y viaja en el vacio con una velocidad constante. Como todos los cuantos, el foton presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias ("dualidad onda-corpusculo").

La idea de la luz como particula retorno con el concepto moderno de foton, que fue desarrollado gradualmente entre 1905 y 1917 por Albert Einstein apoyandose en trabajos anteriores de Planck, en los cuales se introdujo el concepto de cuanto. Con el modelo de foton podian explicarse observaciones experimentales que no encajaban con el modelo ondulatorio clasico de la luz. En particular, explicaba como la energia de la luz dependia de la frecuencia (dependencia observada en el efecto fotoelectrico) y la capacidad de la materia y la radiacion electromagnetica para permanecer en equilibrio termico.

Otros fisicos trataron de explicar las observaciones anomalas mediante modelos "semiclasicos", en los que la luz era descrita todavia mediante las ecuaciones de Maxwell, aunque los objetos materiales que emitian y absorbian luz estaban cuantizados. Aunque estos modelos semiclasicos contribuyeron al desarrollo de la mecanica cuantica, experimentos posteriores han probado las hipotesis de Einstein sobre la cuantizacion de la luz (los cuantos de luz son los fotones).

El concepto de foton ha llevado a avances muy importantes en fisica teorica y experimental, tales como la teoria cuantica de campos, el condensado de Bose-Einstein y la interpretacion probabilistica de la mecanica cuantica, y a inventos como el laser.

La mecanica cuantica es, cronologicamente, la ultima de las grandes ramas de la fisica. Comienza a principios del siglo XX, en el momento en que dos de las teorias que intentaban explicar ciertos fenomenos, la ley de gravitacion universal y la teoria electromagnetica clasica, se volvian insuficientes para esclarecerlos. La teoria electromagnetica generaba un problema cuando intentaba explicar la emision de radiacion de cualquier objeto en equilibrio, llamada radiacion termica, que es la que proviene de la vibracion microscopica de las particulas que lo componen. Usando las ecuaciones de la electrodinamica clasica, la energia que emitia esta radiacion termica tendia al infinito si se suman todas las frecuencias que emitia el objeto, con ilogico resultado para los fisicos.

Es en el seno de la mecanica estadistica donde surgen las ideas cuanticas en 1900. Al fisico aleman Max Planck se le ocurrio un artificio matematico: si en el proceso aritmetico se sustituia la integral de esas frecuencias por una suma no continua, se dejaba de obtener infinito como resultado, con lo que se eliminaba el problema; ademas, el resultado obtenido concordaba con lo que despues era medido.

Fue Max Planck quien entonces enuncio la hipotesis de que la radiacion electromagnetica es absorbida y emitida por la materia en forma de > de luz o fotones de energia mediante una constante estadistica, que se denomino constante de Planck. Su historia es inherente al siglo XX, ya que la primera formulacion cuantica de un fenomeno fue dada a conocer por el mismo Planck el 14 de diciembre de 1900 en una sesion de la Sociedad Fisica de la Academia de Ciencias de Berlin.

La teoria cuantica fue desarrollada en su forma basica a lo largo de la primera mitad del siglo XX. El hecho de que la energia se intercambie de forma discreta se puso de relieve por hechos experimentales, inexplicables con las herramientas teoricas anteriores de la mecanica clasica o la electrodinamica:

El desarrollo formal de la teoria fue obra de los esfuerzos conjuntos de varios fisicos y matematicos de la epoca como Schrodinger, Heisenberg, Einstein, Dirac, Bohr y Von Neumann entre otros. Algunos de los aspectos fundamentales de la teoria estan siendo aun estudiados activamente. La mecanica cuantica ha sido tambien adoptada como la teoria subyacente a muchos campos de la fisica y la quimica, incluyendo la fisica de la materia condensada, la quimica cuantica y la fisica de particulas.
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Mecanica cuantica
http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica
Albert Einstein
http://es.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
Particula portadora
http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_portadora