¿Por qué necesitamos mecánica cuántica mientras ya tenemos mecánica clásica?

Hace mucho tiempo, la gente trataba de comprender el movimiento terrestre y celestial, las cosas que se movían en la Tierra y las cosas que se movían en el cielo. Para ellos, ¡eran dos cosas completamente separadas!

Pero finalmente entendieron que el movimiento incorpora el movimiento terrestre y celeste de los objetos. No son dos teorías diferentes, sino una teoría del movimiento que puede describir ambas.

Hace algún tiempo no sabíamos qué era realmente el calor . Algunas cosas están calientes, algunas están frías. Entonces, la temperatura debe ser una propiedad de las cosas. Pero luego descubrimos que el calor es el movimiento cinético de los átomos. No es una propiedad en absoluto. Es el movimiento de los “objetos” individuales lo que se traduce en la percepción de la temperatura.

Entonces, nuestra comprensión del movimiento nos llevó bastante lejos.

Pero ahora estamos bajando la escala a átomos y cosas más pequeñas y queremos ver cómo se comportan las cosas allí abajo, a nivel subatómico.

Y observamos y observamos y esto de la mecánica clásica que establecimos, no funciona. ¡Las predicciones de nuestra teoría clásica salen mal!

Entonces, necesitamos una nueva teoría para describir el comportamiento de las partículas subatómicas: una teoría cuántica. Para resumir, necesitamos una teoría de la mecánica cuántica del “movimiento”. Describe el comportamiento de los muy pequeños y cómo las cosas interactúan entre sí a este nivel microscópico.

Porque, ya sabes, el comportamiento de esas partículas en el reino cuántico es increíblemente extraño. Las cosas pasan por las paredes. Otras cosas están enredadas entre sí y nos hacen querer construir computadoras cuánticas. Las partículas no tienen trayectorias claras porque no son partículas, son ondas. Pero tampoco son olas, son las dos cosas.

¡Es una locura allá abajo!

Entonces, ¡por eso necesitamos una teoría de la mecánica cuántica!

Porque hay muchas cosas que la mecánica clásica no puede explicar. Por ejemplo, no puede explicar cómo funciona un transistor. O por qué todos los átomos no colapsan inmediatamente en sus propios núcleos, emitiendo una explosión de rayos UV y rayos X en el proceso.

No todos necesitan mecánica cuántica. La mecánica clásica funciona perfectamente bien para ebanistas y cocineros. Un fabricante de paneles solares querrá algo de mecánica cuántica. Cualquiera que tenga que explicar por qué ciertos procesos físicos funcionan de la manera en que lo hará necesitará una mecánica cuántica.

y el efecto fotoeléctrico,

y el diseño de la tabla periódica.