introduccion i ntrod uccion - repositorio.unal.edu.co

13
Introd uccion Membrana permeable Figura 4-11. Esquema de un sistema concentrado de una especie i que de manera natural se presenta la migracion de la especie i desde la solucion concentrada hasta la zona de menor concentracion Esta tendencia natural en un sentido y diffcil de realizarse en sentido contra rio debe poner al lector a reflexionar sobre la no-conservacion de una cantidad termodinamica denominada entropfa. Los ejemplos anteriores permiten resaltar que las dos formas de energfa (trabajo y calor) son diferentes; que la transformacion de una forma de energfa en otra implica perdida de informacion que hace que la energfa se degrade y no se recupere facilmente 0 se degrada totalmente; que existen estados mas probables que otros y tam bien se vislumbra el permanente aumento del desorden y de la complejidad (Berry R., 1991; Boffetta et. aI., 2002; Capra F., 1998; Chejne F. 2000; Prigogine I., 1988, 1989, 1996, 1998; Prigogine I. and Stengers, 1994; Sametband Moises Jose, 1999; Silvestrini Vittorio, 1998; Von Foerster H., 1996; Wagensberg J., 1994). De aquf es que se plantea una tercera pregunta: (,Es posible medir esta tendencia natural de ir de 10 mas ordenado y menos probable a 10 mas ordenado y mas probable y como podria modelarlo? 13

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Page 1: Introduccion I ntrod uccion - repositorio.unal.edu.co

Introduccion

lte que la rodea se

'stado de equilibrio

a natural se lentificado con

J. M. Casas at

rias especies

pecies en el

de especies

centracion,

el proceso

la energfa

se puede

I ntrod uccion

Membrana permeable

Figura 4-11. Esquema de un sistema concentrado de una especie i que de manera natural se presenta la migracion de la especie i desde la solucion concentrada hasta la zona de menor concentracion

Esta tendencia natural en un sentido y diffcil de realizarse en sentido contra rio debe poner al

lector a reflexionar sobre la no-conservacion de una cantidad termodinamica denominada

entropfa. Los ejemplos anteriores permiten resaltar que las dos formas de energfa (trabajo y

calor) son diferentes; que la transformacion de una forma de energfa en otra implica perdida de

informacion que hace que la energfa se degrade y no se recupere facilmente 0 se degrada

totalmente; que existen estados mas probables que otros y tam bien se vislumbra el permanente

aumento del desorden y de la complejidad (Berry R., 1991; Boffetta et. aI., 2002; Capra F., 1998;

Chejne F. 2000; Prigogine I., 1988, 1989, 1996, 1998; Prigogine I. and Stengers, 1994; Sametband

Moises Jose, 1999; Silvestrini Vittorio, 1998; Von Foerster H., 1996; Wagensberg J., 1994). De aquf

es que se plantea una tercera pregunta: (,Es posible medir esta tendencia natural de ir de 10 mas

ordenado y menos probable a 10 mas ordenado y mas probable y como podria modelarlo?

13

Page 2: Introduccion I ntrod uccion - repositorio.unal.edu.co

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1. La constitucion Introduccion

La presente monografia esta orientada a la reflexi6n de las tres preguntas planteas, para 10 cual

fue necesario explorar los diferentes aspectos relacionados con la termodinamica fuera del

equilibrio, descripci6n y aplicacion de los diferentes modelos que existen para tratar los casos

fuera del equilibrio, como la termodinamica irreversible lineal 0 termodinami'ca de Onsager (L.

Onsager, 1931), termodinamica racional (Lavenda, 1978; Truesdell C, 1969), termodinamica

extendida (Jou D., Casa-Vasquez J. and Lebon G., 1988) Y 10 relacionado con la teoria estocastica

(Nicolis G. and Prigogine I, 1977) , definici6n de un modelo para el trabajo y el calor, descripcion

de la ecuaci6n de Boltzmann (Boris, 2004), sus modificaciones y su aplicacion en problemas

propios de la termodinamica fuera del equilibrio y propuesta de un modelo para la

irreversibilidad.

Uno de 10 momentos mas confor

la contemplaci6n de todo 10 qu

naturaleza. Parece increible que

partir de las combinaciones repe

moldeando la simpleza para conver

proceso toma tiempo y no es posil

complejidad exista, mayor tiempo h,

•+

•+

Figura 1·

Cada particula elemental posee caracteri

con un valor propio de la energia; no 01

adquiere nuevas caracteristicas, 0 mas b,

estuvieran solas y asi sucesivamente suced

van creando la complejidad y por ende la in

Page 3: Introduccion I ntrod uccion - repositorio.unal.edu.co

1. La constitucion de la naturaleza Introduccion

planteas, para 10 cual

10dinamica fuera del

para tratar los casos

mica de Onsager (L.

69), termodinamica

a teoria estocastica

II calor, descripcion

ion en problemas

modele para la

Uno de 10 momentos mas confortable que puede tener el ser humane es cuando dedica tiempo a

la contemplacion de todo 10 que 10 rodea y es cuando se da cuenta de la diversidad de la

naturaleza. Parece increfble que la complejidad presente a nuestro alrededor se construye a

partir de las combinaciones repetitivas de elementos simples como una partfcula elemental,

moldeando la simpleza para convertirla en complejidad de manera irreversible (ver Figura 4-1). EI

proceso toma tiempo y no es posible hacerlo sin el, de allf que se podria decir que cuanta mas

complejidad exista, mayor tiempo ha transcurrido: existencia de la flecha del tiempo.

•+

•+

Figura 1-1. De 10 simple a 10 complejo

Cada partfcula elemental po see caracteristicas propias con capacidad de pertenecer a un estado

con un valor propio de la energfa; no obstante, una vez combinada con otra partfcula, el par

adquiere nuevas caracteristicas, 0 mas bien Ie permite acceder a nuevos estado imposibles si

estuvieran solas y asf sucesivamente sucede con las futuras combinaciones, de tal manera que se

van creando la complejidad y por ende la irreversibilidad .

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16 La irreversibilidad

La Materia se comprende al estar conformada por moleculas interactuantes en movimiento; la

energia, el calor y el trabajo son cantidades medibles que dependen del movimiento de las

moleculas (F. Ritort, 2006). Por tal motivo en este capitulo se describiran conceptos desde la

termodinamica estadisticas hasta la ecuaci6n de transporte con el objeto de comprender como

puede organizarse la naturaleza para modelarla y lograr establecer leyes de evoluci6n.

Una de las pregunta es este sentido, se relaciona con el hecho de porque recurrir a la estadistica.

La respuesta es debido a que se esta tratando de sistemas que ocupan un volumen dado de

muchas particulas (6,023x1023 moleculas por mol) que para conocer 0 tener la informaci6n

completa del movimiento del sistema y por ende su energia, para luego evaluar todas las demas

propiedades termodinamica del sistema completo; se requiere plantear el sistema de ecuaciones

de movimiento (segunda ley de Newton) en numero igual al numero de grados de libertad e

integrarla; 10 cual es una tarea practicamente irrealizable.

Sistemas reales con un gran numero de particulas y por ende un gran numero de grados de

libertad debe ser reducido a sistemas con pequeno numero de partfculas para poder ser

analizado de manera practica. Aunque los sistemas grandes y pequenos obedecen las mismas

leyes fisicas de movimiento, la reducci6n implica una perdida de informaci6n, 10 cual conduce a

definir unas nuevas leyes estadisticas (Landau y Lifshitz, 1969) que obligan a tratar el problema

con base en eventos probabilisticos y a cambiar el sistema de referencia puramente geometrico

por una marco de referencia establecido en el espacio de las fases .

EI espacio de las fases se construye con base en las coordenadas espaciales generalizadas (q)v las

de momenta 0 impulso generalizado (p); con la propiedad fundamental de que un punto (q,p)

de dicho espacio, en un instante de tiempo dado significa el estado del sistema. Una vez

transcurra un intervalo de tiempo, el punto en el espacio de las fases se habra movido y el

sistema cambiara de estado, constituyendose de esta manera una trayectoria en el espacio de las

fases que significa un proceso que se ha seguido al unir los diferentes puntos sucesivos que han

ocurrido (Ver Figura 4-2).

La constituci6n de la natl

Figura

AI tocar el tema a niv

todo el conjunto de I

Por 10 tanto, se rec

conformaci6n de un

subsistemas que al r

poseyendo s estado

rotacional, vibracion

Una pequena porcic

de estados posibles

por el intervalo de

geometrico al espa·

mecanicista a una \

poseido todo los

generalizadas del

probabilidad (w) d.

espacio de las fas(

que T, cuando esl

hecho de que al (

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----La irreversibilidad

-------..--~-----

por mohkulas interactuantes en movimiento; la

que dependen del mn";"":"nto de las

5 la

lder como

tadfstica.

dado de

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; demas

3ciones

!rtad e

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r ser

;mas

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~ma

'ico

as

z

La constitudon de la naturaleza 17

Trayectoria

Figura 1-2. Representacion del estado y el proceso en el espacio de las fases.

AI tocar el tema a nivel microscopico, se inmediatamente en el analisis la de

el conjunto particulas que constituyen un sistema total; 10 cual es una tarea intratable.

Par 10 se recurre al concepto definido por Gibbs (J. W. Gibbs, 1960), el cual es la

conformacion de un conjunto a ensambles 0 dicho en otras sistema conformado por

subsistemas que al mismo tiempo tam bien por un gran numero de particulas

poseyendo s estados energeticos (s es el grado de libertad del sistema, V.g. energfa cinetica,

rotadonal, vibradonal, etc).

Una pequena pordon 0 pequeno volumen en el espacio de las (llqL!p) significa un conjunto

de posibles por el que sistema puede estar y tambien al producto la

por el intervalo de tiempo (llELlt). De esta manera, trasladando el sistema desde el espacio

geometrico al de las se traslada tambien la vision del mundo; se pasa de la vision

mecanicista a una vision integral basada en el concepto de la energfa a sea: cada subsistema ha

poseido posibles a sus valores de las

generalizadas del espacio (qi) y del momenta (p;). en consecuencia, se puede definir la

probabilidad (w) de que al observar un subsistema, se Ie encuentre en el pequeno volumen en el

espado de las (llqL!p) como el cociente entre un pequeno intervalo tiempo (M) menor

que T, cuando tiende a infinito (Landau and Lifshitz, 1969). La razon de ello radica en el

hecho de que al cabo de un intervalo de tiempo suficientemente largo (T 00) cada parte del

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18 La irreversibilidad

sistema (subsistema) pasa por un numero suficientemente grande de estados posibles; en

si se considera una de tiempo inferior a T (lin, en la que el subsistema se

encontraba en una porci6n del de las fases (liqlip), la relaci6n liT/T adquiere un valor

finito (w) en ellimite de T a infinito:

. /).t (1-1) w Ilm­

T->= T

EI valor finito (w) la probabilidad que el subsistema haya pasado por algunos estados

posibles:

(1-2)

pdqdp =~==---

Jpdqdp ­.!-dqdpJdE

Donde p(q,p)=---;-----:- es la densidad de distribuci6n de probabilidades, la cual cuantifica el

numero posibles que puede tomar el subsistema por unidad de o

simplemente funci6n densidad de la distribuci6n: Ella debe satisfacer la condici6n de

normalizaci6n Jpdqdp 1.

w , /)./

IIm-T->= T

Considerando la situaci6n en que son considerablemente enormes el numero de estados que se

considerar la probabilidad definida aqui, se expresar en de la

funci6n de distribuci6n de probabilidad (f(p, q)), el cual juega el papel de densidad de

proba bilidad:

dw q)dpdq (1-4)

Indudablemente, la funci6n de distribuci6n de probabilidad satisfacer la condici6n de

normalizaci6n: 1 = ff(p,q )dpdq. En termodinamica la funci6n de distribuci6n de

La constituci6n de la naturaleza

probabilidad 0 densida

que una variable aleatoria tomE

interesante en

cualquier magnitud fisica, la cu

puede hallar sin tener que per

conoce la funci6n distribud

(G) = JG(p,q)p(p,

Otro aspecto a remarcar en e:

establece que la funci6n de '

multiples trayectorias en el e!

observado en tiempos cortos

d

EI teorema de Liouville (eq. 1

la fases se conserva

de estados iniciales ocupand

un tiempo, el sistema cambi

tener un nuevo conjur

de estados

Esta nueva manera ver e

necesita perseguir los millol

plano valores promel

tener que tratar con el mu

reducido el numero

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- -

La irreversibilidad La constitucion de la naturaleza 19

I ro suficientemente grande de estados posibles; en

~e tiempo inferior a T (L~n, en la que el subsistema se

~ las fases (lJ.qlJ.p), la relacion IJ.T/T adquiere un valor

ito:

(1-1)

3sado por algunos estados

(1-2)

;, la cual cuantifica el

idad de energia 0

r la condicion de

(1-3)

~ estados que se

\ terminos de la

e densidad de

(1-4)

mdicion de

ibucion de

probabilidad 0 funcion densidad de probabilidad es una funcion que describe la probabilidad de

que una variable aleatoria tome un cierto valor.

Algo interesante en resaltar aca con este concepto de probabilidad, es que el promedio de

cualquier magnitud fisica, la cual corresponde al valor de la magnitud en el nivel macroscopico, se

puede hallar sin tener que perseguir el valor de la magnitud en el tiempo, sino que se logra si se

conoce la funci6n de distribucion de probabilidad (Landau and Lifshitz, 1969):

T (1-5) (G) = JG(p,q)p(p,q)dpdq = lim~ JG(I)dt

r->~ T 0

Otro aspecto a remarcar en este item es el relacionado con el Teorema de Liouville, en el que se

establece que la funcion de distribucion de probabil idad 0 PDF es constante a 10 largo de las

multiples trayectorias en el espacio de las fases del subsistema considerado como cuasiaislado u

observado en tiempos cortos (Landau and Lifshitz, 1969):

(1-6)df --L.. ~ -q+-p. af ..J - 0(af dl ,=1 aq, api'

EI teorema de Liouville (eq. 1-6) establece que la densidad de estados energetico en el espacio de

la fases se conserva siempre . Inicialmente, el sistema puede estar caracterizado por un conjunto

de estados inicia les ocupando un volumen inicial con una densidad de estado inicial; despues de

un tiempo, el sistema cambia de estado como consecuencia de la realizaci6n de un proceso, se

logra tener un nuevo conjunto de estados ocupando un nuevo volumen con la misma densidad

de estados iniciales.

Esta nueva manera de ver el mundo (ver Figura 4-3) cambia la perspectiva tal que, ahora no se

necesita perseguir los millones de particulas y conocer su condicion inicial; sino que se pasa al

plano de los valores promedios y del mundo de las probabilidades. Esta simplificacion cuesta el

tener que tratar con el mundo de la incertidumbre dado que al reducir la complejidad se ha

reducido el numero de datos que se requieren para una descripcion mecanica completa (en esta

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20 La irreversibilidad

caso se reduce la complejidad al no requerir conocer las condiciones iniciales del millon

partrculas).

SUBSISTEMA SISTEM

MUNDO DE LOS ESTADOS

ENERGETICOS:

PROBABILlSTICO

MUNDO

M ECAN ICiSTA:

Figura 1-3. Esquema ilustrativo de la diferencia entre una teoria mecanicista y otra estadistica

Con la vision probabilfstica del mundo, se puede hallar los valores de las

propiedades de un sistema con base en el conocimiento los estados del

mundo micro. Esto es haciendo el promedio:

T

(I) == J/(q,p)p(q,p}1qdp =liml J/(t)dtT->~ T o

De esta manera, se tiene que el promedio en el tiempo significa 10 mismo que el promedio

realizado con la funcion de Otro importante, es que el valor promedio de

cualquier magnitud (I) sera bastante parecido al valor local 1 si la funci6n de distribucion

p(q,p) es 10 o sea un maximo extraordinariamente

pronunciado en I"'" (I). Cuando esto ocurre, el sistema estara en equilibrio, en

en cada del sistema considerado como subsistema macroscopico el valor medio se

aproxima al valor local, 10 cual es posible cuando el sistema es analizado en un periodo largo de

tiempo, 10 suficiente como para no tener el efecto de las condiciones iniciales de cada

La constitucion de la naturaleza

De otro si el sistema se aleja (

el en un corto in

natural de reacomodarse nuevame

conoce como tiempo de relajacion.

Hasta se tiene una vision simi

en la que se considera estados ene

perdida de informacion y hace ve,

proceso se la perdida de ir

La es: aumento d

simplificacion a la que se recurre

es que el principio de inc

tendencia natural de un sistema

equilibrio,

Esta natural de

equilibrio, hacia un estado estac

nicista 0 probabilistica), 0 !

condici6n inicial a los millones de p,

influencia de la perturbaci6n, las p,

no necesariamente a la misma posic

mecanicista las r

(Landau y 1969) en la que:

a la del otro inver!

y la probabilidad de estar, si revela €

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La irreversibilidad

:iones iniciales del millon de

')05

'tra estadfstica

lacroscopicos de las

Idos del

(1-7)

que el promedio

lor promedio de

de

)rdinariamente

lor medio se

lodo largo de

da particula.

La constitucion de la naturaleza ------..--.--.-----~

De otro lado, si el sistema se aleja del equilibrio (I lejos de (I) ), el podra adquirir nuevamente

el equilibrio en un tiempo corto inferior al largo periodo de observacion mediante la tendencia

natural de reacomodarse nueva mente, proceso conocido como relajacion V a dicho tiempo se Ie

conoce como tiempo de relajacion.

Hasta aquI, se tiene una vision simplificada de la naturaleza a traves una vision probabilistica

en la que se considera estados energeticos y probabilidad de estar en ellos. Esto conduce a una

de informacion y hace ver el mundo de tal manera que, cada vez que se rea lice un

proceso se presenta la perdida de informacion sea cada vez mayor (la entropia aumenta).

La pregunta aqui es: tEl aumento la entropia es una ley natural 0 es una manifestacion de la

simplificacion a la que se recurre para la naturaleza teoricamente? La respuesta

personal es que el principio incremento de la entropia es una lev natural como 10 es la

tendencia natural de un sistema aislado fuera del equilibrio se relaje hasta el estado del

eq uilibrio.

Esta tendencia natural relajacion un estado de equilibrio 0 en sistemas fuera del

equilibrio, hacia un estado estacionario, trasciende la forma como se aprecia el mundo

(mecanicista 0 probabiHstica), 0 sea desde el punto vista meca se imparte una

condicion inicial a los mil/ones de partkulas V el sistema se mueve, pero una vez agotada la

influencia de la perturbacion, las particulas se devuelve a su estado de equilibrio de antes, pero

no necesariamente a la misma posicion de antes. Sin embargo, esto no puede ser explicado con el

modele mecanicista de leyes reversibles de Newton, es posible por medio de la cuantica

(Landau y Lifshitz, 1969) en la que se marca una diferencia de la funcion de onda en un sentido

diferente a la del otro sentido inverso; No obstante, la vision simplificada por medio los estado

y la probabilidad de estar, si revela el efecto irreversible de manera magnificada.

21

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22 La irreversibilidad

1.1 Estados termodinamicos y elementos cuantica

Se parte de la premisa que el sistema posee una total, E, asumida por la materia (chomos,

moleculas, particulas etc.) que 10 constituye, 10 cual no quiere decir que las

diferentes partfculas que constituyen el sistema tienen la misma energfa, puesto que las

fluctuaciones termicas se de que ello no sea as!; en consecuencia, existen en

niveles de pueden tomar (to, C1 , ...4). Lo interesante es que

los diferentes niveles de son valores definidos y 0 sea, las

elementales, moleculas y "Homos poseer la energfa con los valores definidos y no es

poseer entre un nivel y otro; esto es la de la (Fynman,

E. Schrodinger, 1989; W. Heisenberg, 1949; A. Sepulveda, 1998)

EI problema en este punto es conocer los valores de la 0 los

permitidos para que las partrculas los tomen; para ello se acude a la fisica cuantica. Una vez

conocido los diferentes estados pregunta es lComo se distribuye las

particulas en los diferentes niveles la pregunta es valida, puesto que existe varias

en la que todas las en un mismo nivel (v.g. el nivel

hasta otra en la que restricciones f1sicas como el criterio maxima entropia can

y materia total tarea que se hace desde la termodinamica (Gibb, M.; 1960,

1961; Hill Terrell L., Huidan Yu, 2004; Khinchin A. I., Landau y 1969; Michel Le

Bellac, Fabrice Mortessagne and G. George Batrouni, 2004; Reichl L. E, 1998; Schrodinger Edwin,

Tholman R, 1979; Ljiljana, Kolar-Anic,

La informacion de los estados cuantico en un to se halla con base en la mecanica

cuyas permiten r los puntos mas internos y constitutivos de la materia. Segun

Feynman (Richard P. Feynman, Lectures on Phisics, Fondo Educativo Interamericano SA, 1971),

la mecanica cuantica es la descripcion del comportamiento de la materia y de la luz en sus

detalles y de los eventos fantasticos que ocurren en el nivel atomico. Entre la mecanica y

la cia sica existe un principio de correspondencia, que garantiza una estrecha relaci6n entre

ambas teorias en cuanto a ecuaciones ami claro respectando la evidencias

experimentales que dan soporte a la teorfa cuantica como son los experimentos de Rydberg-Ritz,

La constituci6n dE

relacionados con

discretos de la E

la fn

v(nm) =(nlm). E

Cuimtica los cuale:

1. La probabi

numero c

probabilid,

La amplitu(

en un esta

inventada ~

2. Si un event

suma de

independier

Este principi<

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La irreversibilidad

intica

asumida por la materia (atom os,

I cual no quiere decir que las

lisma puesto que las

en consecuencia, existen en

Lo interesante es que

o sea, las particulas

os valores definidos y no es

de la energia (Fynman, 1971;

R.,1998)

de la o los

a fisica cuantica. Una vez

lComo se distribuye

puesto que existe varias

I nivel (v.g. el nivel cero)

na entropia con

:Hstica (Gibb, M.; 1960,

fshitz, 1969; Michel Le

8; Schr6dinger Edwin,

mecanica cuantica,

la materia.

ricano 1971),

a luz en todos sus

'canica cuantica y

:I relaci6n entre

I la evidencias

'e Rydberg-Ritz,

La constitucion de la naturaleza 23

relacionados con el principio de combinacion: v{nm) =v{nk)+ v{km); la existencia de valores

discretos de la y la de frecuencia de Borh: v{nm);:;;: l ); v{nm)h

la frecuencia atomica entre dos estados, la cual como

v{nm) =(nlm). Estos permiten unos principios claves de la Mecanica

Cuantica los cuales se resumen a continuaci6n:

1. La probabilidad (P) en un evento ideal, por el cuadrado del valor absoluto de un

numero complejo denominado la amplitud de probabilidad (<1». La amplitud de

probabilidad es equivalente a la intensidad de una onda:

(1-8)

La amplitud de probabilidad sirve para la probabilidad que una partfcula

en un estado (l pase a otro estado ~, el cual se usara la representaci6n matematica

inventada por Dirac (Feyman, 1971):

¢ (Pia)

2. 5i un evento puede darse de varias maneras (1,2 .... ), la amplitud de probabilidad es la

suma las amplitudes de probabilidad de cada evento considerado

(1-10)¢12 ¢1 +

~2 = +¢zl

~2 (Pla\ +(Pla)2

Este principio hace pensar que el comportamiento at6mico es como el de las ondas.

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La constituci6n de la naturale; 24 La irreversibilidad

3. La probabilidad total de presentarse un evento u otro es la suma de las probabilidades de

ocurrencia de cado evento presentado por separado.

¢'2 = ¢, + ¢2 + ... (1-11)

~ 2 =I¢, +¢l =1¢,12+1¢212 =~ +P2 + .. .

Este principio hace pensar que el comportamiento at6mico es como el de las partfculas.

Esto quiere decir que si el evento pas6 por una forma, no pasara por la otra

Este principio se puede ampliar al considerar que los eventos puedan realizarse por

eta pas. Asf que si una particula esta en el estado ex y va para el estado ~, 10 puede hacer

pasando por un estado intermedio j 0= 1,2, .... . ). En consecuencia la amplitud de

probabilidad es el producto de la amplitud de probabilidad del evento en que partfcula

cambia su estado de ex a j por la amplitud de probabilidad de que el estado de la partfcula

cambie de j a ~:

¢, =(PI1)(1I a); ¢2 = (PI2)(2Ia); ... (1-12)

¢'2 =(PI1)(1Ia)+(pI 2)(2Ia)+ ···

Lo mismo:

(PI a) =(PI1)(11 a) +(PI 2)(21 a) +... (1-13)

(Pia) =L(Pli)(ila) }

Sf existen muchos estados intermedios:

( 1-14) (Pia) =L(Pli)(ilk)(kla) jk

Los estados intermedios pueden ser considerados como interacciones de una partfcula

con otra (e .g. fot6n) . Esto quiere decir que las amplitudes ((ilk)) pueden considerarse

la amplitud de la prl

pueden representar u

Se aplica a continuaci6n la e:

situaci6n bastante comun el

particula indistinguibles 0 bo~

fermiones). En esta caso se

aparecen finalmente en las d

impactaran en un area Sj del

sean dispersadas por una dirE

Esto significa que la partfcula

partfculas no son identicas, la

Por 10 tanto, la probabilidad (

Ahora, si la partfcula a se disr

que dos contadores 1 y 2 reci

p

Si las direcciones 1 y 2 son la :

Page 13: Introduccion I ntrod uccion - repositorio.unal.edu.co

La irreversibilidad

e un evento u otro es la suma de las probabilidades de

10 par

(1-11)

·tamiento at6mico es como el de las partfculas.

par una forma, no par la otra

r que los eventos realizarse por

) a y va para el estado ~, 10 puede hacer

....). En conseeuencia la amplitud de

·babilidad del evento en que particula

ilidad de que el estado de la

(1-12)

(1-13)

(1-14)

de una partfcula

'en considerarse

La eonstitueion de la naturaleza

la amplitud de la probabilidad de la interacci6n entre las partfeulas; en donde, los j

una de las y k otras

Se apliea a continuaci6n la estrategia inventada par Dirac para 105 en una

situaci6n bastante comlin en la ffsica, la cual se relaciona can la a entre

partrcula indistinguibles 0 bosones (las otras particulas distinguibles se Ie conoee como el nombre

En esta caso se considera que existen n (a, b, que se n y

aparecen finalmente en las direcciones 1, 2, n, que apuntan hacia un detector, en donde

impaetaran en un Sj del detector. Primero se la amplitud de una particula a y otra b

sean dispersadas par una direcci6n 1 y otra direcci6n 2 respectivamente:

(1-15 )

Esto que la particula a es por una direcci6n 1 y la b par la 2. Si las

partfculas no son identicas, la amplitud de que las dos oeurran al mismo tiempo es:

(1-16)

Par 10 tanto, la probabilidad de que este sueeso ocurra es:

Ahara, si la partfcula a se dispersa par la direcci6n 2 y la b por la 1, se podrfa hallar la probabilidad

que dos contadores 1 y 2 reciban al mismo tiempo las dos partieulas, la eual es la suma:

Si las direeciones 1 y 2 son las mismas:

(1-19 )

25