Teoría de Cuerdas: La función de ondas cuánticas

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Por Andrew Zimmerman Jones, Daniel Robbins

La solución al problema del experimento de la doble rendija, un concepto que se encuentra en el corazón de los orígenes de la teoría de cuerdas y una consecuencia directa de este primer trabajo en física cuántica, tomó la forma de la función de onda cuántica, desarrollada por Erwin Schrödinger.

En esta función, la ubicación de la partícula viene dictada por una ecuación de onda que describe la probabilidad de que la partícula exista en un punto dado, aunque la partícula tenga una ubicación definida cuando se mide.

La función de onda de Schrödinger se basó en parte en su lectura de la hipótesis de de Broglie sobre la materia que tiene una longitud de onda. Usó este comportamiento para analizar los modelos atómicos creados por Niels. La función de onda resultante explicó el comportamiento de estos átomos en términos de ondas.

El estudiante de Bohr, Werner Heisenberg, había llegado con una representación matemática diferente para resolver el problema atómico. El método de matriz de Heisenberg demostró más tarde ser matemáticamente equivalente a la función de onda de Schrödinger. Este tipo de trabajo paralelo aparece a menudo en la física.

La función de onda creó el comportamiento de la onda. En este punto de vista, la onda pasó a través de ambas rendijas, aunque ninguna partícula individual clásica pudo pasar a través de ambas rendijas. La función de onda, que describe la probabilidad de que la partícula llegue a un punto, puede pensarse que pasa a través de ambas rendijas y crea el patrón de interferencia.

Este es un patrón de interferencia de probabilidades, aunque las partículas mismas terminan teniendo una ubicación definida (y por lo tanto deben pasar a través de una rendija).

Aún así, este no es el final de la extraña historia del experimento de la doble rendija. El extraño comportamiento dual – onda y partícula – todavía estaba allí. Pero ahora existía un marco matemático que permitía a los físicos hablar de la dualidad de una manera que tenía algún tipo de sentido matemático. La teoría aún contenía muchos más misterios por descubrir.