¿Qué es el caos cuántico?
El caos cuántico, un término no técnico, es la taquigrafía científica que se refiere al uso de la teoría del caos para explicar los sistemas cuánticos. La teoría del caos puede explicar las irregularidades que ocurren en todos los sistemas dinámicos desde la macro hasta el nivel micro. Esas irregularidades incluyen una bobble en la revolución de un satélite en torno a un planeta o la posición impredecible de un electrón en el nivel atómico. Los sistemas cuánticos son aquellos sistemas que operan a nivel molecular. Tomando esas definiciones, el caos cuántico intenta dar cuenta de las irregularidades en los sistemas moleculares.
Durante mucho tiempo, los científicos no estaban seguros si existía un caos cuántico. Los átomos tendían a exhibir patrones de energía predecibles wavelike. Los objetos a nivel molecular no parecían expresar una sensibilidad extrema a las condiciones iniciales, la definición tradicional de caos físico. Incluso algunos problemas que emergieron podrían explicarse a través de la teoría de la perturbación, lo que permite desviaciones menores en un sistema que eXhibits en gran medida de comportamiento regular que puede explicarse a través de la física clásica.
Como descubrieron algunos físicos del siglo XX, sin embargo, no todos los eventos que ocurren a nivel molecular podrían explicarse o predecirse adecuadamente a través de modelos cuánticos clásicos. Según esos modelos, eventos como el movimiento de partículas de un sitio al siguiente, requerirían cantidades exponencialmente crecientes de energía que serían imposibles de generar. Sin embargo, debido a que se ha observado que las partículas se mueven sin producir esos niveles de energía, los científicos tuvieron que encontrar una forma diferente de explicar el fenómeno.
Los científicos explicados fue a través del estudio del átomo de Rydberg. Los átomos de Rydberg son átomos altamente energizados que exhiben comportamientos caóticos capaces de explicarse a través de la física clásica. El estudio de estos átomos ha demostrado que los sistemas donde el caos cuántico está involucrado tiene un HIGniveles de energía correlacionados Hly. Los niveles de energía de las partículas no se distribuyen al azar como en las moléculas clásicas. Los eventos de un subsistema están inextricablemente relacionados con los eventos de otro subsistema. Como resultado, se puede usar un espectro de energía para explicar al menos parcialmente los comportamientos de estas partículas.
Otro método era observar situaciones en las que la física clásica pudo explicar las irregularidades en sistemas grandes. La mecánica detrás del bamboleo en la órbita de la luna alrededor de la tierra debido a la atracción gravitacional del sol se usó para crear una medición estadística que ayudó a explicar y predecir los comportamientos de las partículas de baja energía. Si bien los modelos clásicos en la física no pueden explicar adecuadamente los comportamientos de estos sistemas moleculares caóticos, es interesante que Quantum Chaos use esos modelos como punto de lanzamiento para crear nuevos modelos para comprender mejor estos sistemas.