Indeterminaciones

Pero el principio de indeterminación de Heisenberg, estudia magnitudes relacionadas, por ejemplo, posición-velocidad y se da a cometer una falacia, es decir, no es correcto establecer que con este principio es imposible conocer su posición o su velocidad. Si no, establece que no se puede conocer 2 magnitudes de una partícula simultáneamente con infinita precisión.
Uno puede conocer la posición de una partícula pero al hacerlo, se tendría incertidumbre acerca de la velocidad que posee o a la que se encuentra. Además, las partículas en física cuántica o a escala diminuta, no siguen trayectorias específicas, es decir, no se puede determinar el valor de las magnitudes físicas que esta posee, sin antes medirlas.
Como se ha ido planteando, se puede establece que dicha partícula puede encontrarse en cierto espacio, en determinado tiempo pero solo probabilísticamente. Y esto que nos daría a entender, pues que la mecánica cuántica ha terminado con el determinismo científico, es decir, poder obtener el valor de las magnitudes de las partículas teóricamente.
"La mecánica cuántica es determinista en sí misma, y es posible que la apartente indeterminación inherente al principio de incertidumbre se deba a que realmente no existen posiciones y velocidades de partículas, sino sólo ondas." (Hawking, 1927)
Esto quiere decir, que la mecánica cuántica basa su estudio de la materia, ajustando su comportamiento al descrito por una onda.

Principio de Indeterminación de Heisenberg

"El hecho de que cada partícula lleva asociada consigo una onda, impone restricciones en la capacidad para determinar al mismo tiempo su posición y su velocidad." (Heisenberg, 1927)


Un componente más de la tan intrigante Mecánica Cuántica, es el principio de Indeterminación de Heisenberg. Este fue establecido por el físico alemán Werner K. Heisenberg y plantea el hecho de que es imposible conocer la posición y la velocidad de una partícula, en el mundo microscópico, y por lo tanto, tampoco se puede determinar su trayectoria. Además, uno puede pensar, bueno entre mayor sea la exactitud del valor de su posición, más cerca estaré del de su velocidad, pero no, entre mayor sea esta exactitud, ya sea en la posición o en la velocidad, mayor será el error del valor del otro elemento.
Pero expliquemos el porque pasa esto. Al estudiar un comportamiento de la materia muy pequeña, en este caso un electrón, se necesitarían fotones de alta frecuencia que al entrar en contacto con el electrón, cambiarían de manera muy significante su velocidad. En el caso contrario, si se utilizaran fotones de poca frecuencia, nos darían una visión borrosa de la posición, lo que serviría igual que si utilizaramos fotones de alta frecuencia, para nada.
En sí, no existen métodos o instrumentos para medir u observar un sistema tan pequeño, sin alterar su estado.
"Cuando se trata de observar el mundo subatómico, llegamos a la imposibilidad de construir aparatos o instrumentos, más sutiles que el sistema en estudio."
Este principio nos da una nueva perspectiva de la manera de estudiar la materia ya que, el hombre esta acostumbrado a un mundo teóricamente exacto o al menos eso es lo que se busca y la mayoría de las ocasiones lo logra. Pero con el mundo atómico nos encontramos en un rincón sin salida, si se le quiere llamar de ese modo, se llegó a un punto en dónde el conocimiento está basado en posibilidades, incertidumbres y que por más que se intente llegar a un cierto valor, es imposible lograrlo.

Y seguimos

Les vuelvo a aclarar que el hecho de que explique todos estos términos tan "ñoños" que para algunos sean desconocidos, son para entender mejor el mundo microscópico.
Bueno como les iba diciendo, esta ecuación de Schorodinger tiene como función encontrar la forma matemática a través de la cuál pueda determinarse el comportamiento de las partículas en escala diminuta. El detalle se encuentra en que esta ecuación no determina el comportamiento exacto, es decir, las velocidades, posiciones, trayectorias, etc. de una partícula en esta escala, son sólo aproximadas.
Esta ecuación, también conocida como ecuación de onda, establece distintos aspectos:

• La existencia de un núcleo atómico.
• Los niveles energéticos donde se pueden encontrar los electrones en base a su energía.
• La dualidad onda-partícula.
• La probabilidad de encontrar al electrón con respecto al tiempo (algo que hasta el momento no se a logrado un 100% por ciento)

Tampoco me adentraré demasiado en este tema ya que existen muchos términos y conceptos que tampoco conosco y que ni entiendo, pero también se relacionan otros muy conocidos como la energía cinética o la energía potencial. En esta ecuación se describe una partícula con energía E relacionada con términos como la cantidad de movimiento(p), la longitud de onda, la frecuencia(v), de la siguiente manera:

E= p^2 / 2m + V ( r )

La solución de esta fórmula, da como resultado la función de onda, es decir, una forma probabilística de hallar un electrón en un determinado espacio, conocido cómo orbital. Y existen otras maneras de expresar esta ecuación como  pero a mi parecer nos quedamos con la otra, es un poquito más sencillita, ¿No creen?

Pero como les he comentado, esta ecuación así como otras que también estudiaremos, son aproximaciones del comportamiento, es decir, la mecánica cuántica tiene una manera de estudio muy diferente a la mecánica clásica ya que la MC se basa en las incertidumbres...

Bueno como les estaba cuanteando...

Espero no comenzar a aburrirlos pero debemos de ponernos un poco "científicos" para poder comprender todo el contexto que rodea este gran tema (la nanotecnologia).
Bueno como les explicaba en el post anterior, el cuanto es un término base del micromundo ya que es la menor cantidad de energía que puede ser absorbida, propagada o emitida por la materia. Pero existen diferentes tipos de cuántos, dependiendo de la radiación a la que nos referimos, esta diferencia viene dada por un término llamado frecuencia. Esta frecuencia nos ayuda a conocer la energía de un cuanto, junto con la constante "h", conocida como la constate de Plank. Dado que la energía de los cuántos es muy pequeña, el valor de esta constante también lo será por lo que sólo se manejara cuándo se refiera a la materia en escala diminuta, junto con otras magnitudes como longitudes o masas, también diminutas.
Y tal vez se preguntarán ¿Y eso que tiene que ver? Pues mucho, ya que estos términos siempre estarán presentes cuándo se estudie a la materia en ésta escala. Les iré demostrando el por que.
Louis de Broglie, físico francés, demostró que a toda partícula le corresponde una onda y la longitud de dicha onda, resultará ser muy pequeña ya que depende de la constante "h", que también lo es.
Posteriormente, Niehls Bohr postula su teoría atómica en la que plantea que el nivel de energía de la materia permanece constante mientras que un electrón se encuentre en orbitando en un mismo nivel, así mismo, cuando este cambie de nivel, se absorberá o emitirá energía como en forma de luz, cuya onda también al depender de la famosa constante de Planck, será muy pequeña.
Puede que sigan preguntandose que para que sirve esta información, pues aquí la respuesta. Con estos estudios comenzó a tomar forma la Mecánica Cuántica, también conocida como Mecánica Ondulatoria, así como su ecuación fundamental, la ecuación de Schrodinger...