Mecánica cuántica fundamental, una propuesta didáctica

Abstract

RESUMEN: La mecánica cuántica fundamental (MCF) es una exposición comentada de los experimentos y conceptos fundamentales de la mecánica cuántica, que es la teoría física del dominio cuántico de fenómenos: el principio de superposición y el entrelazamiento cuántico se proponen como el fundamento teórico de la descripción cuántica. De estas nociones base se presenta su formalismo para sistemas de dos niveles. También se exponen las ideas de probabilidad, evolución (dinámica) y medición con el fin de plantear el problema de la medición. Finalmente, esta construcción teórica es contextualizada en experimentos emblemáticos del dominio cuántico: la doble rendija, el experimento de Stern-Gerlach y el interferómetro de Mach-Zehnder, y en aplicaciones tecnológicas, como la teletransportación y la criptografía cuánticas. Además, la MCF es una propuesta didáctica, materializada en seis secuencias didácticas, dirigida a profesores en formación lo mismo que a estudiantes de secundaria.

ABSTRACT: Fundamental quantum mechanics (MCF) is an annotated exposition of the fundamental experiments and concepts of quantum mechanics, the physical theory of the quantum domain of phenomena: the principle of superposition and quantum entanglement is proposed as the theoretical foundation of the description quantum From these notions its formalism for two-tier systems is presented. The ideas of probability, evolution (dynamics) and measurement are also exposed in order to raise the problem of measurement. Finally, this theoretical construction is contextualized in the emblematic experiments of the quantum domain: the double slit, the Stern-Gerlach experiment and the Mach-Zehnder interferometer, and in technological applications, such as teleportation and optical cryptography. In addition, the MCF is a didactic proposal, materialized in six didactic sequences, aimed at teachers in training as well as at secondary school students.