El documento trata sobre la relatividad especial. Explica que Michelson y Morley descubrieron que la velocidad de la luz es constante independientemente del observador, lo que era incompatible con las transformaciones de coordenadas de Galileo. Esto llevó a las transformaciones de Lorentz que muestran que el tiempo no es absoluto y que la masa y la energía están relacionadas por E=mc2.

1. Relatividad Especial
En 1881 Michelson y Morley descubrieron que la luz siempre se mueve a la misma
velocidad independientemente del observador que lo esté midiendo.
Esto era incompatible con las transformaciones de coordenadas de Galileo entre
diferentes Sistemas de Referencia Inercial (SRI) en las que el tiempo transcurría de
igual forma para todo el mundo. Tuvieron que ser reemplazadas por las
transformaciones de Lorentz.

2. Relatividad Especial
• El tiempo no es absoluto! Los intervalos de
tiempo no son siempre igual de largos.
• El tiempo se dilata. Dos eventos que ocurren
“en ti” siempre parecerá que han durado
más desde otro SRI, lo que se conoce como
dilatación del tiempo.
• La velocidad velocidades no pueden
sumarse o restarse directamente.
• La masa y la energía están relacionadas por
la famosa ecuación E=m*c^2.
Consecuencias de las transformaciones de Lorentz
(descubiertas por Einstein)

3. Relatividad Especial
Evidencias de la relatividad
Muchas…
• La energía de las reacciones nucleares
• La vida promedio de los muones que se
generan en la atmosfera debido al viento solar
parece muy superior a la vida promedio en el
laboratorio debido a la dilatación del tiempo.
• La energía de las partículas en los
aceleradores de partículas es muy superior a la
que tendrían si la energía cinética se calculara
“a la antigua” Ec=1/2*m*v^2.

4. Mecánica Cuántica
Motivación
• El modelo atómico de Rutherford (y los anteriores) presentaba
incongruencias, si los electrones eran bolas dando vueltas al núcleo
tendrían que radiar y perderían energía y caerían al núcleo.
• Varios resultados sugerían que las cargas y otras magnitudes tenían que
estar cuantizadas.
• El efecto fotoeléctrico requiere que la energía electromagnética (EM) esté
cuantizada en fotones siendo E=h*f para explicar que dicho efecto sólo
ocurre cuando la luz supera una frecuencia mínima.
• La catástrofe ultravioleta en la radiación térmica requiere también de la
existencia de fotones para limitar las partículas que pueden radiar a alta
frecuencia.

5. Mecánica Cuántica
Marco teórico I
Cada partícula se define por su función de onda 𝜓, son campos definidos en
el espacio tiempo y son complejos, además pueden ser:
• Escalar si se ignora el spin (ec. de Schrödinger)
• Spinor de dos componentes para considerar el spin sin efectos relativistas
(Pauli).
• 4-spinor relativista (Dirac)
Estas ecuaciones controlan la evolución de la función de onda en el tiempo.
Si la evolución de la onda tiene la misma forma que la onda, se dice que está
en un “autoestado” que es una configuración estable.

6. Mecánica Cuántica
Marco teórico II
Existe una relación entre los operadores de derivada temporal de la función
de onda y de la energía de función de onda por un lado y del momento de
inercia de la función de onda y la derivada espacial (gradiente) de la función
de onda por otro lado, en ellos se involucra el potencial electromagnético.𝒑
𝜕𝑡 𝜓 =
ℎ
2𝑖
( 𝐻 − 𝑉) 𝜓 𝛁𝜓 =
ℎ
2𝑖
( 𝑝 +A) 𝜓
En base a estas identidades y dependiendo de cómo se calcule la energía, se
definieron las diferentes ecuaciones de la mecánica cuántica que existen,
abajo la ecuación de Schrödinger:estast

7. Mecánica Cuántica
Marco teórico III
Se define como observable las magnitudes que pueden obtenerse de una
partícula como su posición, su velocidad, su momento angular o la orientación de
su spin en una dirección.
Los observables son magnitudes reales y son simples números y no campos.
Una vez una partícula es observada, dicha observación altera gravemente su
estado anterior.
Sobre la función de onda se pueden definir magnitudes reales que representan
la densidad de probabilidad y de probabilidad de corriente y se pueden asociar
con la cantidad de partícula que hay en un punto y la velocidad con la que se
está moviendo dicha partícula, aunque esta interpretación tiene detractores
porque estas cantidades no pueden ser observadas en su conjunto, pero permite
establecer un vínculo con la física clásica.
Asumiendo que estas densidades de probabilidad son reales, se pueden calcular
las fuerzas que se ejercen sobre cada punto de la función de onda, esa fuerza
básicamente es electromagnético pero también causada por el potencial cuántico
que es fuerza que la onda de una partícula ejerce sobre la onda de la misma
partícula en posiciones colindantes.o

8. Stern and Gerlach Experiment
• Sirve para demostrar que el spin está cuantizado
y que no tiene memoria, se hacen pasar iones de
plata por un campo magnético de forma que la
mitad se desvían en una dirección y la otra mitad
en otra.
• Si primero los divides a izquierda – derecha,
luego coges por ejemplo los de la derecha y los
divides arriba – abajo y luego coges por ejemplo
los de arriba (que antes habían ido hacia la
derecha) y los vuelves a dividir izquierda –
derecha, la mitad irán para la izquierda y la otra
mitad a la derecha.
Link: https://www.youtube.com/watch?v=rg4Fnag4V-E
https://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Stern_y_Gerlach (Experimentos
secuenciales)

9. Experimento de la doble rendijaEste es uno de los experimentos más sorprendentes.
Se hacen pasar fotones o electrones (de uno en uno) por dos rendijas hasta
llegar a una pantalla con detectores y se cuentan los que se reciben en cada
posición.
Se ha visto que la estadística es diferente si tienes abierta una u otra rendija
la mitad del tiempo que si tienes abiertas las dos.
Conclusión: la onda de la partícula puede pasar por las dos rendijas a la vez.
Si pones un detector en cada rendijas, obtienes la misma estadística que si
sólo tuvieras abiertas las rendijas la mitad del tiempo. ¿Colapso de la función
de onda?
https://www.youtube.com/watch?v=A9tKncAdlHQ (min 4-6 + 7:30-9).
¿Coche Fantastico?
No, patrón de interferencia

10. Entrelazado cuántico
El entrelazamiento se da cuando las partículas están cerca formando un
estado cuántico pero se conserva cuando se alejan. Ha dado lugar a la
paradoja EPR y al experimento de Bell. El spin se puede entrelazar, aunque
no se detecta hasta que se interactúa con algo en las partículas entrelazadas
el spin siempre resulta ser complementario incluso estando alejadas y
midiéndose a la vez (dt < d/c).
Experimento detección de fotones polarizados vertical y horizontalmente:
https://www.youtube.com/watch?v=nhBFQPiYt8kHa

11. Límites de la mecánica cuántica
La mecánica cuántica no sabe resolver situaciones en las que el número de
partículas no es constante, como por ejemplo creación de pares electrón-
positrón, desintegración electrón-positrón, fisión nuclear, creación de muones
por los rayos solares o las cosas que pasan en un acelerador de partículas.
Para ello hace falta el uso de la teoría cuántica de campos y el modelo
estándar.
https://www.quora.com/How-do-you-understand-read-Feynmans-diagram

12. Explicar la MC a partir de la relatividad
Lo que vi me pareció que estaba bastante verde, es prometedor pero le falta
mucho desarrollo, explica cómo los observadores supraluminosos podrían
entender la causalidad de los procesos de otra forma.
El potencial de liarlo todo es enorme.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab76f7Ha