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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ 
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS 
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL 
 
 
TRABAJO GRUPAL #1 
 
INTEGRANTES: 
ALCIVAR DEMERA GIAN FRANCO 
AVENDAÑO MACIAS ROBIN ABRAHAM 
ALCIVAR ZAMBRANO DENNIS IVAN 
BASURTO ROBLES JOSÉ ANDRES 
BASURTO TORRES MARÍA GABRIELA 
 
ASIGNATURA: 
DINÁMICA 
 
PARALELO: 
“F” 
 
TEMA: 
APLICACIÓN DE LA MECÁNICA CUÁNTICA EN LAS DIFERENTES ÁREAS DE 
LA CIENCIA. 
 
DOCENTE: 
LIC. JULIO CESAR PALMA BRAVO 
 
NIVEL ACADÉMICO: 
TERCER SEMESTRE 
 
PERIODO ACADÉMICO: 
OCTUBRE 2021 – FEBRERO 2022 
Aplicación de la Mecánica Cuántica en las 
diferentes áreas de la ciencia. 
Gian Franco Alcívar Demera – Dennis Iván Alcívar Zambrano – Robin Abraham 
Avendaño Macias – José Andrés Basurto Robles – María Gabriela Basurto Torres 
Universidad Técnica de Manabí. 
Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas / Carrera de Ing. Civil. 
 
Resumen: 
En el siguiente artículo científico hablamos de la mecánica cuántica como rama de la 
física y sus diferentes tipos de aplicaciones en diferentes áreas de la ciencia, como se 
aplica en la actualidad la mecánica cuántica debido al avance tecnológico que existe en 
este siglo XXI, conocer la respuesta que ha dado a las más grandes interrogantes acerca 
de la conformación de la materia, y las observaciones dentro del campo cuántico. 
Palabras Claves: Mecánica, cuántica, ciencias, tecnológico, materia, física, aplicaciones, 
actualidad, avances, observaciones. 
Summary: 
In the following scientific article we talk about quantum mechanics as a branch of physics 
and its different types of applications in different areas of science, as quantum mechanics 
is applied today due to the technological advance that exists in this 21st century, to know 
the The answer he has given to the biggest questions about the conformation of matter, 
and the observations within the quantum field. 
Keywords: Mechanics, quantum, science, technology, matter, physics, applications, 
news, advances, observations. 
 
Introducción 
La Mecánica Cuántica es una rama de la 
física que estudia el comportamiento de 
la materia cuando las dimensiones de 
ésta son muy pequeñas tales como, el 
núcleo atómico, el átomo y las 
moléculas, principalmente. Requiere de 
una profunda revisión de la estructura de 
las leyes y conceptos básicos de la 
mecánica clásica y el uso de un 
formalismo matemático riguroso. 
Inicialmente la mecánica cuántica no 
incorpora la relatividad en su 
formalismo, se añade mediante teoría de 
perturbaciones. La parte de la mecánica 
cuántica que sí incorpora elementos 
relativistas de manera formal y con 
diversos problemas, es la mecánica 
cuántica relativista o, de forma más 
exacta y potente, la teoría cuántica de 
campos que incluye a su vez a la 
electrodinámica cuántica, cromo 
dinámica cuántica y teoría electro débil 
dentro del Modelo Estándar de partículas 
elementales y más generalmente, la 
teoría cuántica de campos en espacio-
tiempo curvo. No obstante, la única 
interacción que no se ha podido 
cuantificar ha sido la interacción 
gravitatoria. Remontándonos a la 
historia encontramos que, en 1900, 
Planck descubrió la constante 
fundamental que lleva su nombre, que es 
utilizada para calcular la energía de un 
fotón. El físico descubrió que la 
radiación no es emitida ni absorbida en 
forma continua, sino en pequeñas 
cantidades a las que denominó cuantos. 
Poco después descubrió la ley de la 
radiación electromagnética emitida por 
un cuerpo a cierta temperatura, 
denominada ley de Planck, que sentó una 
de las bases de la mecánica cuántica. 
El trabajo del físico alemán, que fue 
verificado posteriormente por otros 
científicos, permitió el nacimiento de un 
campo totalmente nuevo en la física. 
A pesar de cierta resistencia 
inicial, Albert Einstein y luego muchos 
otros científicos adoptaron las ideas de 
Planck para explicar que las ondas de luz 
se comportan también como una 
corriente de partículas, y que los 
electrones son simultáneamente 
partículas y ondas. 
Planck fue galardonado en 1918 con el 
Premio Nobel de Física "por su papel en 
el avance de la física debido al 
descubrimiento de la teoría cuántica". 
Gracias a los descubrimientos de Planck 
y su teoría cuántica, fue posible aplicar 
la física al mundo de lo infinitamente 
pequeño, un mundo muy diferente al de 
lo visible regido por la física tradicional. 
 
 
 
 
 
En el mundo cuántico, un electrón ocupa 
simultáneamente diferentes puntos en su 
órbita y al saltar de una órbita a otra su 
trayectoria no puede predecirse. Aunque 
el marco de aplicación de la Teoría 
Cuántica se limita, casi exclusivamente, 
a los niveles atómico, subatómico y 
nuclear, donde resulta totalmente 
imprescindible, también lo es en otros 
ámbitos, como la electrónica (en el 
diseño de transistores, 
microprocesadores y todo tipo de 
componentes electrónicos), en la física 
de nuevos materiales (semiconductores y 
superconductores), en la física de altas 
energías, en el diseño de instrumentación 
médica (láseres, tomógrafos, etc.), en la 
criptografía y la computación cuánticas, 
y en la Cosmología teórica del Universo 
temprano. Su aplicación ha hecho 
posible el descubrimiento y desarrollo de 
muchas tecnologías, como por ejemplo 
los transistores que se usan más que nada 
en la computación. 
La mecánica cuántica describe en su 
visión más ortodoxa, cómo cualquier 
sistema físico, y por lo tanto todo 
el Universo, existe en una diversa y 
variada multiplicidad de estados los 
cuales, habiendo sido organizados 
matemáticamente por los físicos, son 
denominados autoestados de vector y 
valor propio. De esta forma la mecánica 
cuántica explica y revela la existencia 
del Átomo y los misterios de 
la Estructura atómica. Lo que, por otra 
parte, la Física clásica, y más 
propiamente todavía la mecánica clásica, 
no podía explicar debidamente. De 
forma específica, se considera también 
mecánica cuántica, a la parte de ella 
misma que no incorpora la relatividad en 
su formalismo, tan sólo como añadido 
mediante teoría de perturbaciones. La 
parte de la mecánica cuántica que sí 
incorpora elementos relativistas de 
manera formal y con diversos problemas, 
es la Mecánica cuántica relativista o ya, 
de forma más exacta y potente, la Teoría 
cuántica de campos (que incluye a su vez 
a la Electrodinámica 
cuántica, Cromodinámica 
cuántica y Teoría electrodébil dentro 
del Modelo estándar) y más 
generalmente, la Teoría cuántica de 
campos en espacio-tiempo curvo. La 
única interacción que no se ha podido 
cuantificar ha sido la Interacción 
https://www.ecured.cu/Universo
https://www.ecured.cu/%C3%81tomo
https://www.ecured.cu/Estructura_at%C3%B3mica
https://www.ecured.cu/F%C3%ADsica
https://www.ecured.cu/Teor%C3%ADa_cu%C3%A1ntica
https://www.ecured.cu/Teor%C3%ADa_cu%C3%A1ntica
https://www.ecured.cu/Electrodin%C3%A1mica_cu%C3%A1ntica
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https://www.ecured.cu/index.php?title=Cromodin%C3%A1mica_cu%C3%A1ntica&action=edit&redlink=1
https://www.ecured.cu/index.php?title=Cromodin%C3%A1mica_cu%C3%A1ntica&action=edit&redlink=1
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https://www.ecured.cu/index.php?title=Interacci%C3%B3n_gravitatoria&action=edit&redlink=1
gravitatoria. La mecánica cuántica es la 
base de los estudios del Átomo, 
los núcleos y las Partículas 
elementales (siendo ya necesario el 
tratamiento relativista), pero también 
en Teoría de la 
información, criptografía y Química. La 
mecánica cuántica introduce una serie de 
hechos contraintuitivos que no aparecían 
en los paradigmas físicos anteriores; con 
ella se descubre que el mundo atómico 
no se comporta como esperaríamos.Los conceptos de incertidumbre, 
indeterminación o cuantización son 
introducidos por primera vez aquí. 
Además la mecánica cuántica es la teoría 
científica que ha proporcionado las 
predicciones experimentales más exactas 
hasta el momento, a pesar de estar sujeta 
a las probabilidades. Veamos ahora 
sobre los números cuánticos que juegan 
un papel fundamental en la materia. 
 Los números cuánticos son unos 
números asociados a magnitudes físicas 
conservadas en ciertos sistemas 
cuánticos. En muchos sistemas, el estado 
del sistema puede ser representado por 
un conjunto de números, los números 
cuánticos, que se corresponden con 
valores posibles observables los cuales 
conmutan con el Hamiltoniano del 
sistema. 
La mecánica cuántica propiamente dicha 
no incorpora a la relatividad en su 
formulación matemática. La parte de la 
mecánica cuántica que incorpora 
elementos relativistas de manera formal 
para abordar diversos problemas se 
conoce como mecánica cuántica 
relativista o ya, en forma más correcta y 
acabada, teoría cuántica de campos (que 
incluye a su vez a la electrodinámica 
cuántica, cromodinámica cuántica y 
teoría electrodébil dentro del modelo 
estándar) y más generalmente, la teoría 
cuántica de campos en espacio-tiempo 
curvo. 
La única interacción elemental que no se 
ha podido cuantizar hasta el momento ha 
sido la interacción gravitatoria. Este 
problema constituye entonces uno de los 
mayores desafíos de la física del siglo 
XXI. La mecánica cuántica se combinó 
con la teoría de la relatividad en la 
formulación de Paul Dirac de 1928, lo 
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https://www.ecured.cu/N%C3%BAcleo_At%C3%B3mico
https://www.ecured.cu/Part%C3%ADculas_elementales
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https://www.ecured.cu/Teor%C3%ADa_de_la_informaci%C3%B3n
https://www.ecured.cu/Teor%C3%ADa_de_la_informaci%C3%B3n
https://www.ecured.cu/Criptograf%C3%ADa_cu%C3%A1ntica
https://www.ecured.cu/Qu%C3%ADmica
que, además, predijo la existencia de 
antipartículas. Otros desarrollos de la 
teoría incluyen la estadística cuántica, 
presentada en una forma por Einstein y 
Bose (la estadística de Bose-Einstein) y 
en otra forma por Dirac y Enrico Fermi 
(la estadística de Fermi-Dirac); la 
electrodinámica cuántica, interesada en 
la interacción entre partículas cargadas y 
los campos electromagnéticos, su 
generalización, la teoría cuántica de 
campos y la electrónica cuántica. 
La mecánica cuántica proporciona el 
fundamento de la fenomenología del 
átomo, de su núcleo y de las partículas 
elementales (lo cual requiere 
necesariamente el enfoque relativista). 
También su impacto en teoría de la 
información, criptografía y química ha 
sido decisivo entre esta misma. 
 
 
 
 
 
 
Los números cuánticos permiten 
caracterizar los estados estacionarios, es 
decir, los autovalores del sistema. En 
física atómica, los números cuánticos 
son valores numéricos discretos que 
indican las características de los 
electrones en los átomos, esto está 
basado en la teoría atómica de Niels 
Bohr que es el modelo atómico más 
aceptado y utilizado en los últimos 
tiempos por su simplicidad. En física de 
partículas, también se emplea el término 
números cuánticos para designar a los 
posibles valores de ciertos observables o 
magnitud física que poseen un espectro o 
rango posible de valores discretos. 
El conjunto de números cuánticos más 
ampliamente estudiado es el de un 
electrón simple en un átomo: a causa de 
que no es útil solamente en química, 
siendo la noción básica detrás de la tabla 
periódica, valencia y otras propiedades, 
sino también porque es un problema 
resoluble y realista, y como tal, 
encuentra amplio uso en libros de texto. 
En mecánica cuántica no-relativista, el 
hamiltoniano atómico de un átomo 
hidrogenoide consiste de la energía 
cinética del electrón y la energía 
potencial debida a la fuerza de Coulomb 
entre el núcleo y el electrón. En átomos 
más generales es necesario incluir la 
energía de interacción entre diferentes 
electrones. 
La energía cinética puede ser separada en 
una parte debida al momento angular, J, 
del electrón alrededor del núcleo, y el 
resto. Puesto que el potencial es 
esféricamente simétrico, el 
Hamiltoniano completa conmuta con J2. 
A su vez J2 conmuta con cualquiera de 
los componentes del vector momento 
angular, convencionalmente tomado 
como Jz. Estos son los únicos operadores 
que conmutan mutuamente en este 
problema; por lo tanto, hay tres números 
cuánticos. Adicionalmente hay que 
considerar otra propiedad de las 
partículas denominada espín que viene 
descrita por otros dos números cuánticos. 
MATERIALES Y MÉTODOS 
En la actualidad, la tecnología moderna 
ha evolucionado a tal grado que ahora los 
efectos cuánticos son tanto necesarios 
como significativos, requiriendo 
estudios a nivel cuántico con mayor 
frecuencia. 
Debido a estos avances, en muchos 
campos de estudios se ha utilizado la 
mecánica cuántica para poder resolver 
problemas y llegar a soluciones con 
mayor precisión. 
Los mayores referentes a aplicaciones de 
la mecánica cuántica pueden ser: 
Óptica cuántica: Láseres. - 
Haciendo uso de objetos como el láser, 
creado en 1960, se pudo implementar la 
mecánica cuántica junto a las pruebas 
con este objeto para así dar inicio a la 
óptica cuántica, la cual se centra en 
estudiar los fotones por medio de las 
interacciones electromagnéticas, las 
cuales pueden ser vistas con más 
precisión y por lo tanto se pueden tener 
resultados más específicos, para así 
definir las interacciones entre la luz y la 
materia 
 
 
 
 
 
 
 
Computación cuántica: Sistemas 
informáticos avanzados. - 
Gracias a la implementación de la 
mecánica cuántica a un ámbito que ha 
ido creciendo de forma exponencial con 
el pasar de los años, se ha dado inicio a 
una era tecnológica que busca resolver 
problemas que antes parecían 
imposibles, gracias al uso de 
computadoras y sistemas informáticos 
avanzados, la computación cuántica 
busca resolver problemas logísticos y 
matemáticas con mayor precisión 
utilizando nuevos logaritmos y métodos 
que antes no se utilizaban, con el fin de 
resolver problemas que no podríamos 
resolver de maneras más 
convencionales. 
 
 
 
 
 
 
 
Imanes superconductores. - 
Este tipo de imanes están fabricados por 
medio de espiras de alambres 
superconductores, permitiendo así 
conducir corrientes eléctricas mayores 
que los imanes convencionales más 
poderosos no podrían conducir, 
permitiendo un mejor uso de este tipo de 
materiales ya que se crearían campos 
magnéticos más fuertes, principalmente 
son utilizados en hospital en máquinas 
que sacan imágenes con resonancias 
magnéticas y en diversos equipos 
científicos, siendo el más común los 
aceleradores de partículas. 
 
 
 
 
 
 
 
Amplificadores ópticos. - 
Este tipo de dispositivos permiten 
amplificar señales ópticas de forma 
sencilla y directa, ya que, a diferencia de 
dispositivos anteriores, no requieren un 
convertir las señales o información a 
dominios eléctricos, amplificarlos en 
este tipo de dominio, y ser convertidos a 
ópticos nuevamente, esto evita que se 
pierda información al momento de 
cambiar de dominios o simplemente 
ahorrar tiempo de trabajo 
Máquinas para imágenes con 
resonancia magnética. - 
En los hospitales, regularmente se 
necesita realizar estrictos estudios a 
algún paciente para determinar una 
enfermedad o alguna posible afección. 
Gracias a la intervención de la mecánica 
cuántica, este tipo de máquinas las cuales 
utilizan los principios de mecánica 
cuántica, permiten obtener imágenes 
detalladas del cerebro y tronco 
encefálico del paciente por medio de 
ondas de radio y campos magnéticos,permitiendo detectar enfermedades 
dentro del cuerpo del paciente. 
Microscopios electrónicos. - 
A diferencia de sus contrapartes ópticas, 
este tipo de microscopio no utiliza 
fotones ni luces visibles, en su lugar, 
utiliza electrones para sacar imágenes de 
objetos diminutos, permitiendo obtener 
una imagen de mayor calidad y de 
amplificaciones mayores, también sirve 
para determinar la cantidad de átomos y 
su posición en sólidos, evitando utilizar 
rayos X para lograr este tipo de estudios. 
 
 
 
 
 
 
Diodos emisores de luz (Led). - 
Son conocidos por ser fuentes de luz que 
están formados por materiales 
semiconductores, debido a sus principios 
de electroluminiscencia, son utilizados 
como componentes electrónicos y 
elementos transmisores en circuitos de 
controles remotos, y productos de 
electrónica de consumo. 
Este tipo de diodos pueden alcanzar 
longitudes de onda infrarrojos, 
incluyendo niveles de luminosidad muy 
elevados a comparación de los primeros 
diodos creados. 
Aunque se utilizan en ámbitos comunes, 
también son importantes en las áreas 
tecnológicas más importantes, como la 
Bioingeniería y la Medicina, siendo tal 
vez uno de sus usos más importantes la 
computación cuántica. 
 
 
 
 
 
 
Reloj de lógica cuántica. - 
Este tipo de reloj, utiliza los principios de 
la mecánica cuántica, junto a materiales 
como el aluminio y conjuntos de iones 
para crear un reloj mucho más preciso 
que los relojes estándares 
internacionales. 
A pesar de no parecer muy importante, 
este tipo de relojes permiten conocer el 
tiempo de forma precisa ya que a 
comparación de los relojes estándares, 
no se ven afectados por campos ajenos 
de iones ni a los cambios de temperatura, 
llegando a ser 37 veces más precisos que 
los relojes normales. 
Más que medir el tiempo, el verdadero 
propósito de estos relojes es acercar a los 
científicos a tener una comprensión 
mayor a aquello que llamamos “tiempo” 
para así llegar a tener un mayor 
entendimiento del universo y de todo 
aquello que nos rodea a nivel cuántico. 
RESULTADOS 
Se basa en la observación de que todas 
las formas de energía se liberan en 
unidades discretas o paquetes llamas 
cuantos. Es decir, estos cuantos poseen 
la característica de pertenecer todos a un 
solo grupo específico de bosones (uno de 
los dos tipos básicos de partículas 
elementales de la naturaleza), estando 
cada uno ligado a una interacción 
fundamental. 
Hablando un poco sobre la óptica 
cuántica (láseres), decimos que la 
investigación de los principios, diseño y 
uso de estos dispositivos se convirtió en 
un campo importante, esta fue estudiada 
con más énfasis en las características de 
la luz. 
Los sistemas de computación cuántica 
permiten resolver problemas que las 
computadores ordinarias y clásicas no 
podrían resolver, esto es gracias a lo 
“qubits” que, frente a los “bits”, amplían 
la capacidad de cómputo de manera 
exponencial respecto a la informática 
tradicional. 
Los imanes superconductores son 
materiales de resistencia eléctrica, lo que 
quiere decir que pueden conducir 
electricidad sin perder energía en el 
proceso. Sin embargo, para mantenerse 
estas propiedades deben estar a 
temperaturas extremadamente bajas. 
Los amplificadores ópticos son un 
componente clave en los sistemas de 
transmisión a grandes distancias. En el 
presente trabajo, la primera etapa tiene 
como objetivo la descripción general de 
los componentes en los sistemas de 
telecomunicación y amplificadores. 
Además, se estudia su principio de 
funcionamiento características 
principales y las diferentes aplicaciones. 
Las máquinas para imágenes con 
resonancia magnética arrojan resultados 
para que un médico examine los órganos, 
tejidos y el sistema esquelético de una 
persona. Este produce imágenes de alta 
resolución del interior del cuerpo lo que 
ayuda a diagnosticar diversos problemas. 
Los microscopios electrónicos nos 
brindan un aumento y más alta 
resolución, estos son utilizados para 
analizar estructuras que no pueden ser 
consideradas de otra manera. Tiene usos 
diversos ya que tiene un alcance en 
diversos campos de la investigación, esto 
incluye la tecnología, industria, ciencia 
biomédica y química. Por último, nos 
brinda imágenes de alta calidad; un 
operador con el suficiente conocimiento 
y la capacidad puede utilizar el sistema 
para producir imágenes altamente 
detalladas de las estructuras que están de 
una alta calidad, revelando estructuras 
complejas y delicadas que otras técnicas 
no lograrían conseguir. 
Diodos emisores de luz (led) permite el 
paso de corriente en un solo sentido y 
que al ser polarizado emite un haz de luz. 
Trabaja como un diodo normal, pero al 
recibir corriente eléctrica este emite luz; 
según el material del que este elaborado 
el semiconductor, los diodos led 
proyectaran luces de distintos colores. 
Reloj de lógica cuántica se basa en un ion 
de aluminio único atrapados por los 
campos eléctricos y que vibran a 
frecuencias de luz ultravioleta, que son 
100.000 veces superiores a las 
frecuencias de microondas utilizadas en 
NIST-F1, de acuerdo a ello este viene a 
ser el reloj más preciso hasta la 
actualidad. 
DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓNSabemos que el mundo está en constante 
cambio y describirlo en una tarea 
realmente difícil sin embargo es a esto 
que se dedica la mecánica cuántica, la 
cual es una parte de la física encargada 
del estudio de partículas pequeñas o 
micro objetos. 
Esta no solo ha dado respuesta a las más 
grandes interrogantes acerca de la 
conformación de la materia, sino que 
también trajo consigo la evolución 
tecnológica, que tiene como objeto el 
mejorar la calidad de vida del ser 
humano, ahorrándole espacio, tiempo y 
esfuerzo en la ejecución de ciertas 
actividades. 
Uno de los errores más comunes es el 
creer que la mecánica cuántica es una 
ciencia usada solo por eruditos la cual no 
conlleva a ningún uso práctico, sin 
embargo, esta tiene aplicación en todas 
las áreas de trabajo, por ejemplo, sin los 
conocimientos acerca de esta no 
existirían los transmisores ni otros 
sistemas de comunicación, la 
tunelización cuántica también es muy 
explotada en la electrónica 
Esta también trajo consigo grandes 
avances en la medicina donde ha 
permitió una mejor apreciación de las 
estructuras internas del cuerpo humano 
mediante la resonancia magnética, el 
estudio de afecciones que causan daños 
en las células de los órganos, mejores 
resultados en el ámbito quirúrgico 
gracias al uso del rayo láser, y por último 
no podemos dejar de mencionar sus 
aplicaciones en la ingeniería genética. 
Generalmente solemos creer que la 
mecánica cuántica habla de cómo las 
cosas existen solo cuando son 
observadas o apreciadas por alguien sin 
embargo el concepto real es que esta se 
basa en dar explicación a todo lo que 
ocurre a nuestro alrededor incluyendo 
aquello que no perceptible por nuestros 
sentidos. Para no caer en este tipo de 
incongruencias resulta importante el 
estudio de esta. 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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Obtenido de: 
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https://www.ecured.cu/index.php?title=Mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica&oldid=3531505
https://www.ecured.cu/index.php?title=Mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica&oldid=3531505
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https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica&oldid=139466130
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