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¿Cuál es el futuro de la mecánica cuántica?
Esta pregunta apareció originalmente en Quora: el lugar para ganar y compartir conocimiento, que permite a las personas aprender de los demás y comprender mejor el mundo.
Respuesta de Akshat Mahajan, Físico, ingeniero de software, en Quora:
La mecánica cuántica como disciplina de investigación finalizó en los años sesenta con el advenimiento de la teoría cuántica de campos, la rigurosa formalización de estados mixtos de von Neumann y el teorema de Bell, siendo el primero el que desempeñó el papel más importante.
Juntos, estos representan la extensión de la mecánica cuántica tradicional a:
Incluya la relatividad especial (que la teoría del campo cuántico logra muy bien).
Predecir la existencia de spin de partículas a partir de los primeros principios (gracias a la ecuación de Dirac).
Sentar las bases para el tratamiento de la aparición de fuerzas en la mecánica cuántica (razón por la cual ahora tenemos tratamientos cuánticos de las fuerzas electromagnéticas, fuertes y débiles).
Predecir correctamente los sistemas termodinámicos (gracias a la invención de la matriz de densidad de von Neumann, que conduce a una definición natural de entropía en mecánica cuántica).
Proporcione correctamente las descripciones de los materiales como excitaciones de campos virtuales (razón por la cual una gran parte de la física de la materia condensada moderna e incluso de la biofísica terminan utilizando la teoría cuántica de campos).
Establezca que la mecánica cuántica no puede ser explicada por una teoría clásica a menos que se permita que la información viaje más rápido que la luz.
Ahora que tenemos la base teórica para explicar los campos, los únicos grandes problemas no resueltos en mecánica cuántica teórica son:
Preguntas de la interpretación de la mecánica cuántica, que son de más interés para los filósofos de la ciencia que muchos físicos en ejercicio.
Preguntas sobre cómo incluir la gravedad en la teoría cuántica de campos, que en realidad es un campo de investigación críticamente importante y activo en la actualidad.
Entonces no hay futuro para la mecánica cuántica, per se. Está completo para todos los propósitos prácticos, excepto en los dos casos mencionados anteriormente.
El futuro real
Lo que queda ahora no son preguntas para la mecánica cuántica, sino preguntas sobre la aplicación de la mecánica cuántica.
Un ejemplo, y fácilmente el problema más impresionante que existe a este respecto:
¿Cuál es la descripción correcta de la superconductividad a alta temperatura?
Hay muchos otros en esta línea: aquí hay una lista.
Esta pregunta apareció originalmente en Quora: el lugar para obtener y compartir conocimiento, que permite a las personas aprender de los demás y comprender mejor el mundo.
- Mecánica cuántica: ¿Es posible que la teoría de muchos mundos sea verdadera?
- Física: ¿Qué es la fricción?
- Ciencia: ¿Qué define un átomo?
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