¿Qué propiedades específicas de los números complejos, si los hay, los hacen necesarios para la formulación de la mecánica cuántica?

Estoy de acuerdo con Lalit Patel en que los números complejos no son realmente necesarios en la mecánica cuántica, pero hacen las cosas mucho más simples. Al igual que tener números negativos tampoco es realmente necesario. Pero en ambos casos, terminaría inventando algo que funciona como números complejos / negativos para hacer que las cosas funcionen.

La ecuación de Schrödinger es una de las fundamentales en la mecánica cuántica, y se utiliza para describir cómo evolucionan los sistemas a lo largo del tiempo. (Podría compararlo con las fuerzas fundamentales en la mecánica clásica, para describir cómo se mueven los objetos). Para poder trabajar con la ecuación de Schrödinger necesitaría números complejos (o algo equivalente).

Cuando trabajas con la ecuación de Schrödinger obtienes sistemas cuánticos que (entre otras cosas) se describen por amplitudes que en general son números complejos.

No he estudiado la dinámica cromo cuántica, pero según tengo entendido, tendrás que expandirte para usar matrices en lugar de números “simples” complejos. Solo digo.

La física cuántica puede formularse sin usar números complejos, de la misma manera que la propagación de ondas en ingeniería eléctrica puede formularse sin usar números complejos.

La física cuántica puede formularse mediante el uso de combinaciones de funciones trigonométricas (sin, cos, tan, etc.).

La física cuántica en términos de números complejos es matemáticamente mucho más simple y conveniente que la física cuántica en términos de funciones trigonométricas.

Tenga en cuenta que la derivada de [math] sin (x) [/ math] conduce a una función diferente, a saber, [math] cos (x) [/ math]. Por otro lado, la derivada de [math] exp (ix) [/ math] no conduce a una función diferente, ya que es [math] i * exp (ix) [/ math].

Los números complejos se pueden visualizar como vectores fácilmente, lo que lo hace más adecuado para analizar que los números reales. Por ejemplo, z1 x z2 es un producto cruzado de dos vectores z1 y z2. Escribir lo mismo usando números reales requiere 4 valores y se ve menos elegante.

[Respuesta actualizada basada en el comentario de Senia Sheydvasser]: Si vas a describir una onda, necesitas codificar la información de amplitud y fase de alguna manera. Por lo tanto, debe describir dos grados de libertad, pero un número real (único) le da solo uno.