¿Es realmente emocionante estudiar mecánica cuántica?

Nunca estudié mecánica cuántica en un nivel avanzado, pero sí tomé algunos cursos en la universidad. Estaba realmente emocionado de estudiar mecánica cuántica. Tanto es así que decidí tomarlo dos veces: una en el departamento de física como asignatura optativa y luego otra vez en el departamento de química como requisito.

En ambos casos, luché por descubrir qué demonios estaba pasando. Cuando lees sobre la mecánica cuántica en las ciencias populares, se enfoca en todos estos resultados realmente alucinantes que son divertidos para hablar y pensar como enredos cuánticos. En mis cursos universitarios, solo recuerdo haber producido múltiples páginas de cálculo para normalizar la función de onda. Observamos partículas en muchas situaciones aburridas. Había partículas en una caja. Había partículas en un disco bidimensional. Había partículas en una caja donde el fondo de la caja estaba inclinado. Había partículas en una caja donde había una caja más pequeña en el medio de la caja. Finalmente, había una partícula en una caja tridimensional y una esfera, las cuales eran muy parecidas a los otros problemas de partículas pero con 3 veces la matemática. Creo que en algún momento finalmente hicimos el átomo de hidrógeno, pero para ese momento estaba tan exhausto que realmente no me importaba.

También debería agregar que un problema importante para mí era que mi álgebra lineal era realmente débil, y nunca había tomado nada sobre probabilidad y estadística. Tomé ecuaciones diferenciales pensando que sería realmente útil, pero en realidad no lo es, al menos en la etapa introductoria.

Para mí, no fue una gran experiencia y me alejó de hacer algo más basado en la física que en la química.

Si. Todos somos un desastre si no estudiamos física de partículas. No tenemos idea de qué es lo mejor que podemos hacer, así que solo tratamos de ganar un poco de dinero, tal vez tener algunos hijos y luego morir. Pero tus hijos también van a morir, y no puedes llevarte el dinero contigo. Entonces, al final, ¿qué sentido tiene? ¿Y cómo / por qué están todos estos átomos aquí de todos modos?

Quieres entender el mundo, y el mundo está hecho de partículas. Si entiendes las partículas, puedes entender los átomos. Si puedes entender los átomos, puedes entender las reacciones bioquímicas. Comprenda esos y puede comprender las proteínas y las células. Comprende esos y puedes entender tu propio cerebro.

Comprende tu cerebro y luego quizás finalmente puedas entender la física de partículas.

De cualquier manera es emocionante.

La mayor parte de si es emocionante o no estudiar mecánica cuántica se reduce a cómo lo estás aprendiendo. Mucho de esto es el libro de texto que estás usando. Personalmente, considero que el libro de texto estándar de facto Griffiths Introducción Quantum Mechanics es aburrido y realmente saca toda la física de la mecánica cuántica. La gran queja es que los números imaginarios desaparecen después del capítulo 1 y no reaparecen hasta el capítulo 10. Sin números imaginarios, realmente estás haciendo cinemática / estadística semiclásica.

Personalmente, me gustan los Principios de mecánica cuántica de Shankar, la física cuántica de Gasiorowicz, la mecánica cuántica introductoria de Liboff.

La clave que realmente necesita comprender sobre la mecánica cuántica es el enredo y la evolución del tiempo. Así es como piensas sobre la mecánica cuántica, todo lo demás son detalles.

Oh si. Cuando tenía 18 años tenía dos opciones: ir a la escuela de arte o estudiar física. Ahora tengo 43 años. Nunca me arrepentí de haber estudiado física y mecánica cuántica. Es lo más emocionante que he experimentado. Pero, lamento no haber hecho suficiente arte por eso.

Es tu tarea en la vida ser curioso. Puedes estudiar cualquier cosa. No veo ningún campo como aburrido. Pero, la mecánica cuántica era algo realmente especial. Y no se preocupe si toma otra ruta en la vida. La física envejece como el vino. Se pone aún mejor después de algunos años. Cuando eres estudiante, necesitas aprender muchas cosas y nunca parece que tengas suficiente tiempo para jugar con todas las ideas que hay detrás. Estás orgulloso de entender las matemáticas. Pero eso no es suficiente para entender la mecánica cuántica (nadie lo hace realmente). Heisenberg, el padre de la mecánica cuántica, entendió esto muy bien. No te preocupes por las matemáticas, esa es la parte fácil.

No ha mencionado sus intereses, por lo que esta es una pregunta ambigua.

Debido a que la mecánica cuántica es interesante iff (sí, esa es una palabra real):

1. Te encantan los rompecabezas y la emoción de resolverlos.

Mientras estudia QM, es probable que se encuentre con problemas que se ocupan de situaciones contrarias a la intuición y que requieren soluciones innovadoras para resolver.
Si tienes la resistencia para seguir con un problema, genial. Pero si prefieres escribir sinopsis en literatura de arte, dale a QM un amplio margen.

2. Estás dispuesto a ser curioso y hacer preguntas.

QM es ampliamente investigado hoy y se ha ramificado en tantos subcampos, es difícil hacer un seguimiento de lo que está sucediendo dónde. La mayoría de las veces, tendrá conocimiento especializado en un subcampo y promedio en otros. Pero como todos estos campos están interconectados, tendrá que hacer preguntas a los expertos de otros subcampos.
Esto requiere ser actualizado a través de la lectura periódica de revistas.

3. Te encantan las matemáticas.

¡Chico Oh chico!
Y no estoy hablando de álgebra linda o ecuaciones diferenciales adolescentes obstinadas. Estoy hablando de matemática enojada, demoníaca, con Hulk con esteroides.

Matemáticas que se sienten como caminar en un túnel oscuro sin fin.

Con las piernas rotas.

Pero te quedas con eso. Porque amas los rompecabezas.

Es obvio que si cumple con estos criterios, cumplirá con los requisitos previos habituales de ser un gran trabajador, de carácter fuerte, inteligente, etc.

Además, hay una diferencia entre las personas realmente interesadas en QM y las personas que piensan que les gusta la ciencia avanzada porque pueden entender los titulares como ‘Dios descubrió partículas’.
Por ejemplo, cuando estaba tratando de explicarle el bosón de Higgs a mi compañero de habitación no científico, completamente consciente del hecho de que estaba sacudiendo la cabeza solo para parecer interesado porque era lo nuevo y genial de la Ciencia, se le ocurrió esta gema en Al final, una expresión muy seria en su rostro:

¿Qué pasa si toda esta Tierra es solo el proyecto de biología de Dios?

Me reí tanto que la cerveza salió de mi nariz.

Es como mirar el universo desnudo .
Imagínense, todo, todo lo que no es vivo, duro, blando, líquido, gaseoso, todo está formado por partículas más pequeñas, que se combinan e interactúan de la manera en que lo hacen para presentarnos el Universo tal como lo vemos.
Tienen su propio mundo, sus propias leyes, su propia cultura.
Imagine que una persona es tan borrosa como los electrones, se extendería por todo el aula, por lo tanto, no puede ubicarse en un solo banco. Si tiene que encontrarlo, puede decir que la probabilidad de encontrar a esa persona es máxima o mínima en cierto rango. Nunca podrás localizarlo exactamente. Pero, no lo somos, puede localizar a una persona exactamente en un momento dado, e irónicamente, ¡estamos hechos de billones de estas partículas borrosas …!
Además de ser tan preciso, poder predecir muchas cosas con tanta precisión, el mundo cuántico en sí mismo es impredecible, es indeterminado, es altamente probabilístico.
Sin embargo, nuestro Universo se rige por leyes tan precisas, que si la carga en el electrón fuera diferente, incluso hasta la billonésima parte de lo que es ahora, ¡no podríamos haber existido …!
Imagínese que cuando toca algo, mientras levanta, empuja o tira, no está en contacto directo con él. Porque sus electrones están repeliendo a los electrones de esa cosa. Entonces, cuando la próxima vez que una chica diga no me toques, puedes demostrar científicamente que no la has tocado … (es broma, no lo hagas, pero es lo suficientemente interesante como para saberlo, ¿no es así?
Además, si no hubiera magnetismo, no hubiera ningún objeto sólido, ¡todo pasaría por cualquier otra cosa …!
¿Cómo sabemos sobre esto? ¡Esto y miles de otros hechos y fenómenos interesantes que existen y que podríamos conocer estudiando la mecánica cuántica …! ¿No te parece interesante?
De hecho, es como mirar el universo desnudo.
Me siento tan emocionado ahora que iré a estudiar Zettili y Shankar … Tú también. No te dejes intimidar por las matemáticas involucradas en él. Si pudieras entender ese idioma, lo disfrutarás como nada más.
De hecho, toda la física está descifrando el lenguaje de Dios. (si eres un atleta ignora la última declaración)
Njoy ..!

Si solo te vuelves aficionado y lo estudias por interés, entonces es realmente emocionante. Si te vuelves profesional en Física Cuántica y lo sigues como tu carrera, entonces tendrías que luchar más y disfrutarlo menos.

¿Por qué? Hay numerosos motivos:

La mecánica cuántica está completamente llena de matemáticas. Es muy fácil decir que la energía del estado fundamental del oscilador armónico lineal no es cero, pero es realmente difícil de probar. Eres un aficionado, lo aprenderás y se lo contarás a los demás y te sentirás genial. Por otro lado, en su carrera profesional, tendrá que resolver la ecuación de onda de Schrodinger para energía potencial distinta de cero.

Estaba realmente emocionado cuando leí el experimento del pensamiento del gato de Schrodinger. Esa vez era aficionado, así que aprendí cosas solo por diversión y fue realmente genial. Quedé fascinado y lo elegí como mi carrera. Tuve que trabajar y practicar matemáticas durante años. Ahora, aprender cosas nuevas no era tan importante para mí, pero resolver los polinomios de Hermite muchas veces era obligatorio. La parte divertida había desaparecido y todo dependía de la comprensión profunda de la física cuántica.

Una vez que elija la Mecánica Cuántica como su carrera, habrá escalofríos, lucha, decepción y mucha práctica. La parte de emoción y diversión desaparecerá, excepto cuando veas algo nuevo en Quantum Mechanics.

Elige sabiamente, piensa bien.

Permítanme comenzar diciéndoles que un amigo mío me introdujo en el campo, que realmente estaba metido en él y sentía que sería bueno si lo mirara.

Y no he mirado hacia atrás desde entonces.

Todavía soy un principiante, y estoy a punto de encontrar mi equilibrio en el tema. Pero si eres el tipo de persona que ama ver un espectáculo sincronizado, casi hermoso, de cálculo y física, este es el lugar para ti.

Hay algunos libros francamente sorprendentes sobre el tema, que van desde los que le dan una idea de la física, hasta los que realmente entran en aplicaciones rigurosas. Pero personalmente recomendaría los cursos del MIT sobre física cuántica (8.04 y 8.05). Las conferencias son un poco largas, pero valen la pena cada segundo que inviertas en ellas. Darles una oportunidad: no requieren requisitos previos reales; El afán de aprender será suficiente.

Lo que estás aprendiendo es realmente una teoría de la medición. Como dijo básicamente Richard Feymann, no pregunte qué significa simplemente calcular. No hay intuiciones físicas reales detrás de ese sentimiento, así de malo es.

Creo que esta teoría es solo un obstáculo en el camino hacia una mejor teoría … algo que unifica lo grande y lo pequeño y tiene sentido físico.

Aquí hay cosas que quizás desee ver si planea ser parte de la próxima generación de innovadores.

1. El límite de velocidad de la relatividad especial no es universal. Se aplica a ciertos campos y sus partículas asistidas, pero nadie puede decir que se aplica a todos los campos y partículas. Muchas cosas más esperan ser descubiertas. Ya se ha demostrado que otros conos de influencia con límites de velocidad más rápidos que la luz viven en daños con los conos de luz de relatividad especial. Google “más rápido que la luz” para el papel de Geroch.

2. Probablemente haya un límite de velocidad para los fenómenos de “acción espeluznante a distancia” en la teoría cuántica. El efecto causal no es instantáneo, pero al menos decenas de miles de veces más rápido que la luz y probablemente mucho más. Además, probablemente descubriremos que estos efectos disminuyen con la distancia como todos los demás fenómenos físicos. Tal vez uno sobre la raíz cuadrada de la distancia como las corrientes de Birkland.

3. Los fenómenos cuánticos solo parecen indeterministas porque interactuamos con ellos de manera cruda. Encontraremos una forma más sutil y mejor de interactuar. La realidad es determinista.

A partir de la 2 y la 3 obtendrás una computadora realmente cuántica real.

4. La gravedad no es la fuerza principal en el universo. Es electricidad. La mayor parte de la relatividad general se mostrará o ya se muestra que está equivocada o que carece de seriedad. Los agujeros negros, los universos de big bang y los agujeros de gusano son solo fantasía que surgió de la relatividad general y las malas matemáticas. Los satélites de la NASA están mostrando casi todo lo que los cosmólogos pensaron que estaba mal … pero todavía no quieren admitirlo.

Echa un vistazo a los teóricos del “universo eléctrico” para una mejor vista.

Ahora todo está en pedazos, pero está entrando en un momento en que algunos ven una nueva vista unificadora. Tiempos turbulentos pero emocionantes.

Implicaciones técnicas seguirán.

Estudiar Mecánica Cuántica siempre me recuerda la exclamación de una Reina Blanca en A través del espejo: “Por qué he creído hasta seis cosas imposibles antes del desayuno”.

Las matemáticas son hermosas y las implicaciones son asombrosas. Definitivamente he encontrado que es uno de los campos más interesantes para estudiar.

La mente humana se enfrenta a las dos fronteras más emocionantes del conocimiento como nunca antes. ¿Qué búsqueda beneficiará más a la humanidad? ¿Alguna apuesta?

¿Mecánica cuántica o genética?

Elijo Genética …

Sin embargo, me pregunto si en este nanomundo hay consiliencia. entre los dos, como sugiere EO Wilson …

La física cuántica es la vida en realidad. Te pido que elijas entre tu madre y tu padre, tu respuesta sería ambas con un 50% de probabilidad cada una. Nunca darías más preferencia a nadie ya que amas a ambos por igual. No estás seguro de elegir uno. está sucediendo en la física cuántica. La partícula simplemente no sabe qué camino elegir, por lo que elige ambos. Ese es el único pensamiento precioso que se conoce como iniciador en la física cuántica.

Es esclarecedor