Erwin Schrödinger fue un físico originado de Austria que fue merecedor de un Premio Nobel debido a la ecuación de onda revolucionaria cambió la cara de la teoría cuántica.
Biografía de Erwin Schrödinger
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger nació el 12 de agosto de 1887 nació el 12 de agosto de 1887 en Erdberg, Viena, Austria, hijo único de Rudolf Schrödinger, quien dirigía una pequeña fábrica de aceite que había heredado de su propio padre. La madre de Erwin, Emily Bauer, era mitad inglesa, esta parte de la familia provenía de Leamington Spa, y medio austriaca con su padre procedente de Viena, fue hija de Alexander Bauer, profesor de química de Rudolf en el Technical College of Vienna.
El padre de Erwin provenía de una familia bávara que generaciones antes se había establecido en Viena. Era un hombre muy dotado con una amplia educación y de religión católica.Su madre era mitad austríaca y mitad inglesa y era luterana; Erwin fue criado en un hogar religioso como luterano. (Ver artículo: Michael Faraday)
Era un buen estudiante en todas las asignaturas, amaba las matemáticas y la física, pero también la lógica estricta de las antiguas gramáticas, y la belleza de los poemas alemanes; odiaba solo la memorización de fechas y hechos fortuitos.
Erwin Schrödinger tuvo un don para la comprensión que le permitió, sin ninguna tarea, comprender inmediata y directamente todo el material durante las horas de clase y aplicarlo.
Se graduó en el Akademisches Gymnasium en 1906 y, en ese año, ingresó en la Universidad de Viena.
En la Universidad, Erwin estudió física teórica, mecánica analítica, aplicaciones de ecuaciones diferenciales parciales a la dinámica, problemas de autovalores, ecuaciones de Maxwell y teoría electromagnética, óptica, termodinámica y mecánica estadística. Fueron las conferencias de Fritz Hasenöhrl sobre física teórica las que tuvieron la mayor influencia sobre Schrödinger.
Franz Mertens, le enseñó matemáticas, cálculo y álgebra, teoría de funciones, ecuaciones diferenciales y estadísticas matemáticas por Wilhelm Wirtinger (a quien encontró poco inspirador como conferenciante). También estudió geometría proyectiva, curvas algebraicas y grupos continuos en conferencias impartidas por Gustav Kohn.
En la primavera de 1917, fue trasladado de nuevo a Viena y asignado a impartir un curso de meteorología. Prosiguió realizando sus investigaciones fue en este momento que publicó los estudios que estaba realizando sobre teoría cuántica.
Por la fuerza de su trabajo, se le ofreció una cátedra asociada en Viena en enero de 1920, pero en ese momento deseaba casarse con Anny Bertel. Se habían comprometido en 1919 y Anny había llegado a trabajar como secretaria en Viena con un salario mensual que era más que los ingresos anuales de Schrödinger. Luego le ofrecieron una cátedra asociada, todavía sin un salario lo suficientemente grande como para mantener a una esposa, por lo que se negó.
Erwin Schrödinger aceptó una ayudantía en Viena y esto le permitió casarse con Anne Marie (Anny) Bertel el 24 de marzo de 1920. Después de poco tiempo allí, se trasladó a la sede en Stuttgart donde se hizo amigo de Hans Reichenbach. Luego se mudó a Breslau, su tercer movimiento en dieciocho meses. Pronto, sin embargo, se mudaría una vez más, aceptando la cátedra de física teórica en Zúrich a fines de 1921.
En 1927, sucedió a Max Planck en la Universidad Friedrich Wilhelm de Berlín. En 1934 Erwin Schrödinger abandonó Alemania, no compartía las ideas nazi. Se convirtió en miembro del Magdalen College de la Universidad de Oxford. Poco después de su llegada, recibió el Premio Nobel junto con Paul Dirac.
Su posición en Oxford no funcionó bien; preparo arreglos domésticos poco ortodoxos, compartiendo habitación con dos mujeres, que no fueron aceptados. En el año 1934, Schrödinger dio una conferencia en la Universidad de Princeton; le ofrecieron un puesto permanente allí, pero no lo aceptó.
Una vez más, su deseo de establecer una casa con su esposa y su amante puede haber creado un problema. Erwin Schrödinger tenía una vida personal no convencional; tenía a su esposa y también para otra mujer, la señora Hilde March.
March era la esposa de un colega austríaco y Schrödinger había engendrado una hija con ella en 1934. Erwin Schrödinger engendró dos hijas más con dos mujeres diferentes durante su tiempo en Irlanda Schrödinger, mantuvo un registro detallado de sus numerosas escapadas sexuales, incluida una adolescente que sedujo e impregnó mientras era su tutor de matemáticas. Tenía al menos tres de sus amantes.
Durante este periodo, Erwin Schrödinger estaba esperanzado de conseguir un puesto en la Universidad de Edimburgo, pero se produjeron retrasos en las visas y, termino ocupando un puesto en la Universidad de Graz en Austria en 1936. También aceptó la oferta de la cátedra en el Departamento de Física, Universidad de Allahabad en India.
En el año 1938, después del Anschluss, Schrödinger tuvo problemas debido a su huida de Alemania en 1933 y su conocida oposición al nazismo. Emitió una declaración retractándose de esta oposición (luego se arrepintió y explicó la razón a Albert Einstein).
Pero, esto no logro clamar completamente a la nueva dispensación, por lo que la Universidad de Graz decidió destituirlo de su trabajo por falta de confianza política. Sufrió acoso y recibió instrucciones de no abandonar el país, pero él y su esposa huyeron a Italia. A partir de ahí, fue a puestos de visita en Oxford y la Universidad de Ghent.
Este mismo año recibió una invitación personal del irlandés Taoiseach, Éamon de Valera, que lo llamaba a residir en Irlanda y así ayudar a crear un Instituto de Estudios Avanzados en Dublín. Se mudó a Clontarf, Dublín, donde fue el Director de la Escuela de Física Teórica en 1940 quedandose durante 17 años. Obtuvo la nacionalidad irlandesa en el 1948, pero pudo conservar su ciudadanía austriaca. Escribió más o menos 50 publicaciones adicionales que tratan diversos temas, donde se incluyen sus exploraciones de la teoría del campo unificado.
Erwin Schrödinger se quedó en Dublín hasta su jubilación en 1955. Tenía un interés de por vida en la filosofía Vedanta del hinduismo, que influyó en sus especulaciones al final de ¿Qué es la vida? sobre la posibilidad de que la conciencia individual sea solo una manifestación de una conciencia unitaria que impregna el universo.
En 1956, regresó a Viena. Posteriormente fue invitado a la Conferencia Mundial de la Energía, donde habló sobre filosofía rechazando la idea de conversar sobre la energía nuclear debido a su escepticismo al respecto.
El 4 de enero de 1961 cuando Erwin Schrödinger tenía 73 años, murió de tuberculosis en Viena, y le dieron una sepultura católica, en Alpbach, Austria, en un cementerio católico, a pesar de ser luterano. Su entierro fue permitido debido a que Schrödinger era miembro de la Academia Pontificia de las Ciencias. Su esposa, Anny (nacida el 3 de diciembre de 1896) murió el 3 de octubre de 1965.
En la tumba Erwin Schrödinger y su esposa Anny; encima de la placa de nombre se inscribe la ecuación de onda mecánica cuántica de Schrödinger:
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Contribuciones
A lo largo de la vida de Erwin Schrödinger, fue un físico muy influyente que condujo una cantidad exponencial de investigaciones, experimentos y descubrimientos científicos que beneficiaron a la sociedad y a la comunidad científica.
En enero de 1926, publicó lo que muchos llamaban el logro más importante del siglo XX. que revolucionó la mecánica cuántica y le valió a Schrödinger una parte del Premio Nobel de Física de 1933.
Continuó su trabajo publicando 3 artículos más que impactarían en el mundo de la ciencia. El segundo documento que escribió estaba sobre la solución del oscilador armónico cuántico, el rotor rígido y la molécula diatómica. Su tercer trabajo trató sobre el efecto de Stark y su tratamiento para él. El cuarto trabajo que hizo Schrödinger fue escrito sobre cómo resolver un problema donde el sistema cambia a lo largo del tiempo.
Erwin Schrodinger también escribió tres artículos sobre colores: «Theorie der Pigmente von größter Leuchtkraft», «Grundlinien einer Theorie der Farbenmetrik im Tagessehen» y «Farbenmetrik».
Modelo Atómico de Erwin Schrödinger
En el año de 1913, Neils Bohr, un estudiante de Rutherford, desarrolló un nuevo modelo del átomo. Propuso que los electrones están dispuestos en órbitas circulares concéntricas alrededor del núcleo. Este modelo está modelado en el sistema solar y se conoce como el modelo planetario. El modelo de Bohr se puede resumir en los siguientes cuatro principios:
Los electrones ocupan sólo ciertas órbitas estables alrededor del núcleo, que son llamadas órbitas «estacionarias». Cada órbita tiene una energía asociada a ella, de acuerdo a su cercanía al núcleo.
La energía se absorbe cuando un electrón salta de una órbita inferior a una más alta y la energía se emite cuando un electrón cae desde una órbita más alta a una órbita más baja.(Ver artículo: Werner Heisenberg)
La energía y la frecuencia de la luz emitida o absorbida se puede calcular mediante el uso de la diferencia entre las dos energías orbitales.
Este modelo se puede imaginar como un núcleo rodeado por una nube de electrones. Donde la nube es más densa, se infiere que la posibilidad de encontrar el electrón es mayor, y por el contrario, es menos probable que el electrón se encuentre en un área menos densa de la nube.
En el modelo Atómico de Erwin, los electrones se mueven constantemente y no se les puede dar una posición definida dentro del átomo. Se les dan regiones probables que se llaman Orbitales Atómicos.
Él señaló que los electrones atrapados en sus órbitas establecerían «ondas estacionarias». Dijo que solo se podía describir la probabilidad de que un electrón pudiera estar, no era definitivo. Las distribuciones de estas probabilidades formaron áreas de espacio sobre el núcleo que se llamaron orbitales. Un orbital es una función de onda que describe el estado de un solo electrón en un átomo.
Ecuación de Schrödinger
En el año 1926 publicó una destacada serie de cuatro artículos en la prestigiosa revista «Annalen der Physik», que marcó el logro central de su carrera, y que a la vez fueron reconocidos como de gran importancia por la comunidad internacional de la física. (Ver artículo: Isaac Newton)
Este documento trataba sobre mecánica de ondas, en el cual derivó lo que ahora se conoce como la ecuación de Schrödinger, una ecuación que explica cómo el aspecto cuántico de un medio físico cambia con el tiempo y proporciona las cantidades propias de potencia adecuadas para un átomo de hidrógeno con un átomo negativo.
La ecuación detalla el comportamiento de Ψ pero no dice nada sobre su naturaleza. Schrödinger intentó interpretarlo como una densidad de carga en su cuarto artículo, pero no tuvo éxito.
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En el año 1926, varios días luego de que se publicara el cuarto y último artículo, Max Born interpretó con éxito Ψ, Schrödinger, sin embargo, siempre se opuso a un enfoque estadístico o probabilístico, con sus discontinuidades asociadas, muy parecido a Einstein.
Las ecuaciones no son la única forma de estudiar los sistemas mecánicos cuánticos y hacer predicciones, ya que hay otras formulaciones mecánicas cuánticas como la mecánica de matrices, introducida por Werner Heisenberg, y la formulación integral de trayectoria, desarrollada principalmente por Richard Feynman. Paul Dirac incorporó la mecánica de matrices y la ecuación de Schrödinger en una sola formulación.
El Gato
El Gato es un experimento mental, a veces descrito como una paradoja, ideado por Erwin Schrödinger en 1935. Ilustra lo que él vio como el problema de la explicación de Copenhague de la mecánica cuántica aplicada a los objetos cotidianos.
Este estado es conocido como superposición cuántica, como resultado de estar vinculado a un evento subatómico aleatorio que puede o no ocurrir. El experimento mental también se presenta a menudo en discusiones teóricas sobre las interpretaciones de la mecánica cuántica.
Durante este proceso Erwin Schrödinger acuñó el término Verschränkung (enredo) en el curso del desarrollo del pensamiento experimental.
La teoría predominante, llamada interpretación de Copenhague, decía que el sistema cuántico continuaba en esta superposición hasta que interactuaba con, o era observado por, el mundo externo, en cuyo momento la superposición colapsa en uno u otro de los posibles estados definidos.
El experimento EPR mostró que un procedimiento con diversas partículas separadas por una distancia considerable podría ser enunciada en esa superposición.
La idea original no era fomentar discusiones sobre la muerte o la vida de un gato; lo importante era demostrar lo incoherente y absurdo de este hecho en la existencia de la mecánica cuántica.
Durante mucho tiempo la idea de Erwin fue utilizada por otros colegas, quienes han realizado diversas interpretaciones de la matemática de la mecánica cuántica, algunas de las cuales consideran que la superposición de los gatos «vivos y muertos» es bastante real.
El experimento de pensamiento felino de Schrödinger sigue siendo utilizada como punto de partida para las interpretaciones modernas de la mecánica cuántica. Los físicos a menudo usan la forma en que cada interpretación trata el gato de Schrödinger como una forma de ilustrar y comparar las características, fortalezas y debilidades particulares de cada interpretación.
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Libros
A lo largo de su carrera, se dedicó a la redacción y publicación de diversos libros que se ven estrechamente relacionados con su rama de estudio en general, la ciencia
La mayoría de sus obras se destacan en temas como la humanidad, la naturaleza, la termodinámica, la estructura espacio-tiempo, la existencia de otros universos y las interpretaciones de la mecánica cuántica. Todos los libros fueron publicados entre 1935 y 1944.
¿Qué es la vida?
“¿Qué es la vida? El aspecto físico de la célula viviente” es un libro de ciencia de 1944 escrito por el físico Erwin Schrödinger. La obra se basó en un curso de conferencias públicas impartidas por Schrödinger en febrero de 1943, bajo los auspicios del Instituto de Estudios Avanzados de Dublín en el Trinity College.
Las conferencias atrajeron a una audiencia de 400 personas, a las que se advirtió que el tema era difícil y que las conferencias no podían calificarse de populares, aunque el arma más temida del físico, la deducción matemática, difícilmente sería utilizada. La charla de Schrödinger se centró en una pregunta importante: «¿cómo pueden los eventos en el espacio y el tiempo que tienen lugar dentro de los límites espaciales de un organismo vivo ser explicados por la física y la química?»
En retrospectiva, el cristal aperiódico de Schrödinger puede verse como una predicción teórica bien razonada de lo que los biólogos deberían haber estado buscando durante su búsqueda de material genético. Tanto James D. Watson y Francis Crick, que propusieron conjuntamente la estructura de doble hélice del ADN basada en experimentos de difracción de rayos X por Rosalind Franklin, acreditaron el libro de Schrödinger con una descripción teórica temprana de cómo el almacenamiento de información genética trabaja, y cada uno reconoció independientemente el libro como una fuente de inspiración para sus investigaciones iniciales
Frases
- “Esclavizadas de la manera más vergonzante durante siglos por la Iglesia, las ciencias naturales han levantado la cabeza y, conscientes de su sagrado derecho, de su divina misión, han propinado golpes llenos de odio a su antigua torturadora.” Erwin Schrödinger
- “Tras una actitud de cierta modestia se esconde, a menudo, una verdadera arrogancia. Me gustaría librarme de ella.” Erwin Schrödinger
- “El pueblo ya no sabe nada de todo esto. La mayoría se ha quedado sin apoyo ni guía. No cree en ningún dios o dioses, conoce la Iglesia sólo como partido político y la moral como una molesta limitación” Erwin Schrödinger
- “La colaboración intelectual entre dos individuos puede producir una fusión entre ambas esferas de conciencia de un grado tan increíble que lleguen incluso a fundirse dando una unidad empírica” Erwin Schrödinger
- “Las dificultades de lenguaje son importantes. El habla nativa de cada uno es como un traje hecho a medida; nadie se siente cómodo cuando no puede emplearlo y tiene que sustituirlo por otro.” Erwin Schrödinger
- “Un organismo vivo produce entropía positiva y por ello tiende a aproximarse al grado de entropía máxima qué es la muerte. Para evitarlo se alimenta.” Erwin Schrödinger
