¿Por qué la formulación de la mecánica cuántica es tan similar a la de la mecánica hamiltoniana?

Cuando Schrödinger escribió su famoso artículo sobre mecánica de ondas, señaló que su idea no era nueva; lo tomó prestado del descubrimiento de Hamilton de que las matemáticas de la mecánica clásica son muy similares a las de la óptica. Hamilton acaba de establecer la longitud de onda en cero para convertir las ecuaciones de la óptica a las de la mecánica. Dado que la materia resultó estar hecha de ondas, no es tan sorprendente que las matemáticas sean las mismas.

Por cierto, Dirac notó que el lagrangiano tiene una estrecha relación con la propagación de las ondas de materia, y Feynman siguió para crear la formulación integral del camino de la mecánica cuántica que se basa en el lagrangiano. Esto le permitió hacer una gran contribución a la capacidad de los físicos para hacer cálculos reales de los sistemas de mecánica cuántica, por lo que ganó el premio Nobel. Tanto el lagrangiano como el hamiltoniano pueden usarse para describir una teoría; son solo puntos de vista diferentes.

A menudo, los físicos usan el lagrangiano como punto de partida para proponer nuevas teorías, ya que es más fácil desarrollar ecuaciones autoconsistentes de esa manera, al exigir que el lagrangiano propuesto posea ciertas propiedades de simetría.

Esperas que la mecánica clásica y cuántica tenga similitudes. Esto se debe a que espera que un sistema que obedece a la mecánica cuántica obedezca a la mecánica clásica en un límite apropiado. Básicamente, matemáticamente, necesitas que la mecánica cuántica se convierta en mecánica clásica, ya que la constante de Planck se vuelve muy pequeña en términos del fenómeno que se observa.

Porque cuando la mecánica newtoniana y la clásica no pueden explicar, por qué el electrón no cae en el núcleo en términos de inercia y fuerza, la mecánica hamiltoniana modela el fenómeno en términos de energía y momento para mostrar que el sistema solo puede existir en estados de energía discretos y el camino continuo al núcleo según lo dictado por NM y CED no puede ser atravesado requiere los valores de momento, que no se encuentran entre los valores discretos de momento que * puede * poseer y, por lo tanto, el electrón no puede atravesar ese camino.

Ese es el inicio de la descretización o cuantización en el modelo de movimiento mecánico dentro del sistema y, por lo tanto, de la mecánica cuántica.

Debido a que en la mecánica cuántica, hay un operador de evolución del tiempo que resultó estar actuando como un “operador de energía”, es decir, da energía como valores propios. Esto motivó a las personas a basarlo de manera similar a la mecánica hamiltoniana, pero los lagrangianos también son importantes y se usan con frecuencia para describir un sistema en mecánica cuántica.