¿Cómo se realizan los experimentos de física cuántica? ¿Sobre qué base se desarrollan esas teorías / leyes?

Nos saltaremos la parte sobre cómo se hacen debido a la multitud de respuestas que requerirían textos para completar.

El mayor error es que la teoría cuántica es una filosofía o respuesta singular o algo singular. El antiguo término es “Mecánica” cuántica que salió del siglo XIX pensando que las cosas que estaban viendo eran pequeñas balas de cañón en lugar de funciones de onda; De ahí los notables argumentos entre Einstein y Bohr.

La teoría cuántica es un término general que incluye volúmenes de hipótesis en competencia y no interdependientes (plural). El ‘Modelo estándar’ también es un nombre inapropiado, ya que se basa en datos de aceleradores de partículas que atraen a las entidades como ‘partículas’, también conocidas como pequeñas bolas de cañón, y funciones de onda que no interactúan.

Como ejemplo, la idea de que rompa un protón y que vengan quarks significa que el protón está ‘hecho de quarks’ es similar a frotar dos palos para ‘sacar el fuego de la madera’ porque la madera está hecha de fuego de acuerdo con El modelo de tierra, fuego, aire, agua de la materia. Entonces, decimos que un protón contiene 2 quarks arriba y 1 quark abajo, juntos eso equivale al 1% de la masa de un protón. Entonces, ‘decimos’ que hay ‘quarks marinos’, una espuma cuántica de quarks virtuales que constituyen el otro 99%, de manera tan confiable que conocemos la masa de hasta 12 dígitos …

La respuesta es que las personas emplean hipótesis de ingeniería inversa a partir de resultados experimentales, generalmente resultados inesperados. Más tarde, publican que su “teoría” (hipótesis etiquetada incorrectamente como “teoría”) se ajusta a los datos, lo que, por supuesto, no es seguro ya que su hipótesis fue modificada a partir de resultados experimentales.

Por ejemplo, la teoría de cuerdas no es una ‘teoría’, es una hipótesis mejorada de ingeniería inversa a partir de datos del acelerador de partículas. No solo es mejorable, sino que la cantidad de vendajes matemáticos para evitar que se desmorone por completo llena más volúmenes que el concepto básico.

Dondequiera que vea la palabra ‘teoría’ en ‘Teoría’ cuántica, reemplácela con ‘hipótesis’ y tendrá la razón.

Hay muchos tipos de experimentos de física cuántica. Una breve lista es experimentos en física atómica, molecular y óptica, física de materia condensada y física de alta energía.

Algunos cursos relativamente básicos (en relación con otros experimentos de física cuántica) generalmente se imparten en cursos universitarios de física moderna. Algunos de estos son el experimento de Frank-Hertz, el efecto fotoeléctrico y la desintegración radiactiva. Puede buscarlos y aprender más sobre ellos en detalle, aunque la diversión realmente los está haciendo.

Todos estos experimentos cuánticos son interesantes porque se basan en la observación de que la energía no es continua. Y luego se extendió a otras variables como la posición. Tenga en cuenta que este es un cambio drástico a la idea de que todo es continuo, como se creía antes de que Max Plank propusiera la idea de la cuantización de la energía.

Por ejemplo, en el efecto fotoeléctrico, los electrones en los metales pueden recibir energía para eliminarlos de su potencial electrónico solo por una cierta cantidad de energías. Si la energía no es suficiente, entonces no pasará nada. Esto se observa ya que solo ciertos colores de luz pueden crear una corriente eléctrica cuando se ilumina sobre un metal colocado en un circuito. El color de la luz necesaria depende del tipo de metal. Es una observación realmente hermosa y profunda de la naturaleza cuántica.

El experimento Frank-Hertz es un experimento espectroscópico atómico / molecular que muestra los niveles de energía de los electrones de la capa como discretos. La desintegración radiactiva también muestra que la energía es discreta ya que la energía de la radiación emitida se centra en valores particulares.

La respuesta a su pregunta es que las leyes de la mecánica cuántica se basan en las observaciones de los experimentos de física cuántica. Una observación es que la energía viene en paquetes discretos llamados cuantos. Otra es que estas observaciones son estadísticas, lo que significa que los experimentos se repiten muchas veces para obtener histogramas (recuentos de observaciones) frente a energía, posición, tiempo, etc., dependiendo del experimento. Estos histogramas se interpretan como distribuciones de probabilidad. Las distribuciones se extienden en diferentes grados, lo que demuestra que la naturaleza cuántica tiene una característica probabilística. No es posible formular un 100% de previsibilidad incluso en situaciones ideales, como se puede hacer en física clásica.

La matemática que se ha desarrollado para modelar la física cuántica se ha basado en estas y otras observaciones experimentales.

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