Mecánica Cuántica Conceptual: Propagación de Feynman y cuantización semiclásica (Spanish Edition)

Este es un libro de texto de introducción conceptual a la Mecánica Cuántica, que sigue un enfoque pedagógico bien distinto del tradicional. Lejos del denso formalisrmo a veces tan frecuente, las ideas son tratadas con precisión matemática, partiendo de un conocimiento básico de las leyes de Newton, del movimiento ondulatorio, y del Cálculo. Está dirigido
a todo tipo de lectores interesados, profesores, y muy en particular a estudiantes universitarios de cualquier rama de la ciencia o de la ingeniería.

La Mecánica Cuántica es una disciplina de primordial importancia, cada vez más integrada en nuestra sociedad del conocimiento, que abarca todos los campos de la tecnología. En este libro la formulación de Feynman cumple un propósito esencial, que es hacer posible la precisión matemática desde la utilización intuitiva de elementos de referencia clásicos, que todo estudiante posee.

Se analiza en primer lugar la implicación del tiempo en la definición precisa de las fluctuaciones cuánticas y de la constante de Planck, y se examina el papel primordial que estas juegan en la Naturaleza, tanto para los cuerpos de masa mcomo para las ondas. La dualidad no consiste en identificar cuerpos con ondas, sino en poner de manifiesto aquello que tienen en común, que es el carácter aleatorio de su movimiento, y la estructura no determinista de las medidas.

La constante de Planck determina el tamaño de los átomos y de los núcleos atómicos, haciendo posible el almacenamiento de energía en el Universo. Las propiedades de los cuanta (fotones, fonones, gluones) no son meramente accidentales, sino que están en el origen mismo de la Mecánica, a la que dan nombre.

La ecuación de Schrödinger es deducida, y no postulada, como en la mayoría de los textos existentes. Se demuestra asimismo la necesidad conceptual de utilizar los números complejos en la descripción de movimiento, los cuales no son necesarios en la mecánica clásica. El formalismo más simple y adecuado resulta ser el de Feynman, que permite dar pleno sentido a la función de ondas, y entender así con precisión el momento angular, el espín, el enlace químico, el magnetismo, el efecto túnel, o la entropía.

Siendo quizá la idea más sutil de la Mecánica Cuántica, los estados estacionarios se discuten en especial detalle, pues impregnan las distintas versiones del formalismo, y ello se hace partiendo de su análogo clásico en el movimiento periódico, ya sea caótico o no caótico. Se resalta asimismo el papel del vacío cuántico, que provoca la inmersión de la Mecánica Cuántica en otra teoría más perfecta, la teoría cuántica de los campos.

Se establece el origen del principio de exclusión de Pauli y su conexión íntima con el espín del electrón, ilustrándose con los casos más sugerentes de sistemas bosónicos y fermiónicos.