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Teoria cuántica. Un enfoque entre el desarrollo histórico y el paradigma de enseñanza por investigación

T. Prieto, Ángel Blanco López, E. Camacho Domínguez, I. Galache, Ariel Giménez, Alejandro Rodríguez

Published Jan 1, 1987• 0 citations
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Superdeterminismo. Entre la física y la filosofía

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Este trabajo explora la relación entre el superdeterminismo y la mecánica cuántica, alternando el enfoque filosófico y físico. Para ello, se realiza un recorrido conceptual e histórico que comienza con la conexión entre determinismo científico y azar, pasando por la interpretación probabilística de la función de onda, y llegando a la tensión entre localidad y realidad que emerge del entrelazamiento cuántico, un fenómeno cuestionado por la paradoja EPR y la desigualdad de Bell. A continuación, se examina el superdeterminismo dentro del marco de la teoría cuántica, considerando los pros y contras de las posturas de Gerard’t Hooft y Sabine Hossenfelder, así como otras alternativas que buscan una comprensión más exacta y holística del universo, como la teoría cuántica de campos y el emergentismo.

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Contexto. La enseñanza de la mecánica cuántica se da con un currículo tradicional que no vincula los contenidos con desarrollos científicos y tecnológicos actuales. Por lo que, se limita la comprensión aplicada y significativa de los conceptos para los estudiantes. Propósito. Por lo que, el propósito de esta investigación es integrar elementos actuales de innovación científica y tecnológica dentro del estudio de la mecánica cuántica de pregrado para fortalecer la apropiación conceptual de los estudiantes y para ello se usa a los Fluidos Cuánticos de Espín. Metodología. La investigación se desarrolla mediante una revisión bibliográfica de los fundamentos de la mecánica cuántica, junto con una metodología teórica-computacional que genera simulaciones en Phyton de los desarrollos de Pauli en 1927 bajo tratamientos hidrodinamicos. Resultados. El análisis muestra que la ecuación de estado para sistemas de Espín con electrones cumple con condiciones de continuidad y por ende, de velocidad y vorticidad como de fluidos clásicos al interactuar con un campo magnético externo. Conclusiones. Las conclusiones muestran que el Hamiltoniano de Pauli, pese a su origen histórico limitado, ofrece fundamentos conceptuales y matemáticos sólidos para describir dinámicas de espín coherentes con la fenomenología moderna, constituyéndose además en una herramienta formativa que conecta eficazmente la teoría cuántica universitaria con problemas contemporáneos y abre rutas futuras de investigación y aplicación didáctica.

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El desarrollo vertiginoso de las tecnologías cuánticas marca una de las transiciones científicas y tecnológicas más profundas del siglo XXI. Durante décadas, la computación clásica, cimentada en la lógica booleana y el procesamiento de bits discretos, ha sido el motor fundamental de la transformación digital global. Sin embargo, los límites físicos de la miniaturización de semiconductores y la creciente complejidad computacional de problemas en optimización, criptografía y simulación de sistemas complejos han impulsado el surgimiento de un nuevo paradigma: la computación cuántica. La naturaleza intrínsecamente interdisciplinaria de la computación cuántica —que demanda el dominio convergente del álgebra lineal, la teoría de la información, la algorítmica y la ingeniería de hardware— exige superar las barreras departamentales tradicionales y definir nuevas estrategias de diseño curricular. A pesar del interés global por fomentar la alfabetización cuántica, la incorporación de estos contenidos en las mallas curriculares de pregrado y posgrado en América Latina y otras regiones en desarrollo suele ser fragmentaria, opcional o inexistente. Existe una falta de marcos orientadores claros que permitan evaluar cómo se está articulando esta disciplina en la educación superior y cuáles son los modelos pedagógicos más efectivos para su enseñanza. A partir de esta problemática, el presente estudio se articula en torno a la siguiente pregunta central de investigación: ¿De qué manera se está integrando la computación cuántica en los currículos universitarios y cuáles son las estrategias pedagógicas, estructurales e interdisciplinarias necesarias para consolidar su enseñanza efectiva en la educación superior?. Para dar respuesta al problema formulado, esta investigación establece como propósito central: analizar el estado actual, las dinámicas de integración y los desafíos curriculares de la computación cuántica en las instituciones de educación superior, con el fin de proponer un marco didáctico e interdisciplinario que oriente el diseño de programas académicos pertinentes y adaptados a las exigencias del entorno tecnológico contemporáneo.

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