¿Cuál es la diferencia entre partículas indistinguibles y partículas idénticas ?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Si yo creo un electrón en la Tierra y otra persona crea un electrón en Andrómeda, son partículas idénticas. Tienen los mismos números cuánticos, ambas son excitaciones del campo electrónico. Sin embargo, se distinguen por su separación espacial. Sus funciones de onda no se superponen.
Edición: quizás debería añadir que no todo el mundo utiliza las dos palabras en este sentido estricto. A veces se usan indistintamente, pero difuminarlas conlleva el peligro de tomarse en serio el entrelazamiento que implica la antisimetría de todos los electrones existentes.
Joe Frazier
Puntos
101
Alice Kirkpatrick
Puntos
21
¿Cuál es la diferencia entre partículas indistinguibles y partículas idénticas?
Este es uno de esos casos en los que los problemas lingüísticos hacen que la teoría cuántica sea una pesadilla para aprender. En la vida cotidiana, dos cosas son idéntico cuando es difícil o imposible diferenciar sus propiedades mediante un examen casual. Por ejemplo, dos fotocopias del mismo documento, dos bolas del mismo cojinete metálico, etc. Esto no significa que sean absolutamente iguales. En la vida cotidiana no existe tal par, pero queremos utilizar la palabra idéntico.
Indistinguible en la vida cotidiana significa prácticamente lo mismo.
En el caso de los electrones, los llamamos idénticos porque tienen la misma carga y masa y posiblemente otros parámetros (espín...) por razones similares a las que llamamos idénticas a dos copias xerox.
Pero para los electrones la palabra indistinguible se utiliza a menudo en un sentido diferente al cotidiano. Lo que la gente suele querer decir es que en el átomo no se puede seguir a los electrones en el tiempo para mantener el conocimiento de cuál es cuál. En este sentido, en la física clásica las partículas idénticas son distinguibles, pero en la teoría cuántica las partículas idénticas son indistinguibles, porque no podemos mirar y seguir el electrón en el átomo .
Sin embargo, lo más importante es que se descubrió que la descripción de dos o más electrones en un átomo concuerda mejor con las mediciones cuando antisimétrico Se utiliza la función propia hamiltoniana. Ésta es tal que no se puede derivar de ella ninguna diferencia entre las propiedades de dos electrones diferentes. Ese es también uno de los significados de "los electrones son indistinguibles". Si fueran descritos por una función que no es ni simétrica ni antisimétrica, las predicciones para un electrón serían diferentes que para el otro y los electrones serían distinguibles en este sentido. Pero en el átomo sólo parecen ser adecuadas las funciones antisimétricas.
Para sistemas o separaciones suficientemente grandes, todo esto pierde validez. Por ejemplo, el electrón de tu uña es, por supuesto, distinguible del electrón de mi diente. Las funciones de onda antisimétricas son inadecuadas para estos casos.
A veces, por indistinguible la gente quiere decir "los dos electrones no tienen individualidad", "el intercambio de dos electrones no es un evento real" o incluso "todos los electrones son un solo electrón" o cosas raras similares, pero hay poca evidencia de eso en la física.
