Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Scientiae Studia

Entre mecánica cuántica y estructuras químicas: ¿a qué refiere la química cuántica?

Olímpia Lombardi, Juan Camilo Martínez González

Published Jan 1, 2012• 8 citations
Publisher

Abstract

El propósito del presente trabajo consiste en abordar la pregunta por la ontología de la química cuántica. Para ello nos concentraremos en el concepto de enlace químico desde la perspectiva de los dos enfoques a través de los cuales la ecuación de Schrödinger se aplica a los sistemas químicos moleculares: la teoría del enlace de valencia (EV) y la teoría del orbital molecular (OM). Sobre la base de la presentación de ambos enfoques y su comparación, señalaremos que, a pesar de su denominación tradicional, no pueden considerarse estrictamente como teorías científicas, sino que se ajustan mejor a la noción de modelo; en particular, son modelos que incorporan conceptos y leyes tanto del ámbito de la mecánica cuántica como del de la química estructural. Estas consideraciones nos permitirán argumentar que la química cuántica no posee un referente ontológico autónomo, sino que se trata de un ámbito científico cuya vigencia descansa sobre su éxito práctico en el cálculo y la predicción. Finalmente, indicaremos de qué modo los enfoques EV y OM del enlace químico abren una nueva perspectiva respecto de la noción misma de modelo en ciencias empíricas.

DOI
10.1590/s1678-31662012000400002

Related papers

¿Qué tan cuántica es la química cuántica?

Hernán Lucas Accorinti, Juan Camilo Martínez González

El propósito del presente trabajo será poner de manifiesto que la química cuántica es una disciplina basada primariamente en modelos, y no en teorías que establecen un marco conceptual específico y autónomo. Esta característica permitirá preguntar qué tan cuántica es la química cuántica que se incorpora precisamente a esos modelos. Para ello analizaremos la aproximación Born-Oppenheimer y los modelos de Enlace de Valencia y de Orbital Molecular. Nuestra intuición es que, en la medida en que sea necesario mantener la noción clásica de estructura molecular para dar cuenta de los comportamientos de las sustancias, la química cuántica adquiere, como propiedad distintiva, un carácter híbrido entre la mecánica clásica y la mecánica cuántica.

Metatheoria – Revista de Filosofía e Historia de la Ciencia•Apr 1, 2019•0 citations

Los orbitales cuánticos y la autonomía del mundo químico

Mariana Córdoba, Juan Camilo Martínez González

El análisis del concepto de orbital permite argumentar –en oposición a una propuesta reciente en filosofía de la ciencia– que no es posible defender la autonomía ontológica de la realidad química respecto de la física, sobre la base de una ruptura conceptual entre una interpretación química del concepto y otra propia de la mecánica cuántica. Esto es así porque no existen tales interpretaciones distintas del concepto de orbital, sino que, por el contrario, este concepto en química estructural pertenece a la química cuántica y, por tanto, no se diferencia del concepto involucrado en mecánica cuántica.

THEORIA An International Journal for Theory History and Foundations of Science•Apr 16, 2014•0 citations

La teoría cuántica de átomos en moléculas y su rol en la reducción de la química a la física

Jesús Alberto Jaimes Arriaga, Sebastián Fortín

El problema de la reducción entre química y física ha sido abordado principalmente a través de la mecánica cuántica estándar y la química clásica estructural. En este trabajo la estudiaremos desde la perspectiva de una teoría alternativa a la cuántica estándar, la mecánica Bohmiana y la teoría cuántica de átomos en moléculas (TCAEM) propuesta por Bader. El propósito de este artículo se centra en develar el papel que desempeña la TCAEM en las relaciones interteóricas entre química y física. Argumentaremos que si bien la TCAEM supera dos grandes obstáculos al brindar una definición rigurosa de enlace químico y átomos dentro de una molécula, la teoría hace uso de nociones clásicas incompatibles con los principios de la mecánica cuántica tradicional y por lo tanto no logra la reducción. Por otro lado mostraremos que la TCAEM guarda mayor similitud con la mecánica Bohmiana y que los elementos básicos de ambas teorías resultan afines.

Metatheoria – Revista de Filosofía e Historia de la Ciencia•Apr 1, 2019•0 citations

Sobre la ontología de la química cuántica

Juan Camilo Martínez González

espanolQuimica cuantica es la rama de la quimica que se ocupa principalmente de la aplicacion de la mecanica cuantica a los sistemas quimicos a un nivel molecular. Gracias a su peculiar posicion entre la quimica y la fisica, ha comenzado a ser una disciplina de interes para los filosofos de la quimica. Sin embargo, en el ambito filosofico, la quimica cuantica se ha estudiado principalmente, desde una perspectiva historica o desde cuestiones metodologicas. En contraste, la pregunta que guia este articulo es: ?que clase de entidades son estudiadas por la quimica cuantica? Para desarrollar mi argumento, discutire, en primer lugar, la importancia de las preguntas ontologicas. Despues, considerare en que medida la aproximacion Born-Oppenheimer y el concepto de electron de la quimica cuantica se ajustan al contexto teorico cuantico. Finalmente, discutire algunas cuestiones acerca de a que se refiere la quimica cuantica. EnglishQuantum chemistry is the branch of chemistry whose pri-mary focus is the application of quantum mechanics to chemi-cal systems at the molecular level. Precisely due to its peculiar position between chemistry and physics, in the last times it has begun to engage the interest of the philosophers of chemistry. Nevertheless, in this philosophical field, quantum chemistry has been studied mainly from a historical viewpoint or from a per-spective interested on methodological issues. By contrast, the question that will guide this article is: what kind of ontic items are those studied by quantum chemistry? In order to develop the argumentation, first the relevance of the ontological questions will be addressed. Then, it will be considered in what measure the Born-Oppenheimer approximation and the quantum-chem-istry concept of electron fit in the quantum theoretical context. Finally, some issues about what quantum chemistry refers to will be discussed.

•Jan 1, 2020•0 citations

Sistemas cuánticos abiertos: descripción geométrica, dinámica y control

Jorge Alberto Jover-Galtier

El tema central de la tesis doctoral es el análisis de los sistemas cuánticos abiertos. Estos sistemas se caracterizan por estar sometidos a la interacción con el entorno, lo que provoca que su evolución deje de ser unitaria. Es por tanto necesario considerar modelos más allá de la ecuación de Schrödinger. Los sistemas cuánticos abiertos aparecen en numerosos campos, como la Física del Estado Sólido y la Dinámica Molecular. Por este motivo, un análisis detallado de sus propiedades y su dinámica es un tema digno de estudio con un gran abanico de aplicaciones. El enfoque elegido en esta tesis es el desarrollo de un formalismo geométrico que describa de forma adecuada las características de los sistemas cuánticos abiertos. La geometría diferencial ha demostrado ser una herramienta muy útil en el análisis de sistemas físicos. Desde mediados del siglo XX, se ha desarrollado con gran éxito una descripción geométrica de la Mecánica Clásica, principalmente en torno a las mecánicas lagrangiana y hamiltoniana. Por este motivo, resulta natural describir también los sistemas cuánticos en términos geométricos. Las ventajas de un formalismo geométrico resultan claras. Cuando tanto los sistemas clásicos como los cuánticos se describen en los mismos términos, es sencillo describir situaciones en las que existan interacciones clásico-cuánticas. Éste es el caso, por ejemplo, de muchos modelos de Dinámica Molecular, en los que los núcleos y los electrones son considerados respectivamente como partículas clásicas y cuánticas. Por otra parte, un formalismo geométrico de la Mecánica Cuántica posibilita un mejor entendimiento de las diferencias intrínsecas entre las teorías clásicas y las cuánticas. Dada su relevancia a lo largo de la tesis, el Capítulo 1 está enfocado al resumen y el análisis de la descripción geométrica de la imagen de Schrödinger de la Mecánica Cuántica. En formulación usual (algebraica), esta imagen se basa en la representación de los estados de los sistemas cuánticos mediante vectores en un espacio de Hilbert complejo. La transición a una formulación basada en geometría diferencial es inmediata para sistemas finito-dimensionales, dado que los espacios lineales de dimensión finita son casos triviales de variedades diferenciables. Las estructuras adicionales, en concreto el producto hermítico propio de los espacios de Hilbert y los escalares complejos, se describen mediante campos tensoriales en dichas variedades diferenciables, formando lo que se conoce como una estructura Kähler. Todos los ingredientes necesarios para el análisis de sistemas cuánticos pueden describirse en estas variedades de Kähler. Los observables se representan mediante funciones diferenciables, mientras que la dinámica se describe mediante curvas integrales de campos vectoriales hamiltonianos respecto a la forma simpléctica de la estructura Kähler. Esta caracterización puede llevarse a cabo en el espacio de Hilbert asociado a cualquier sistema cuántico finito-dimensional. Además, es posible analizar las propiedades geométricas del espacio proyectivo de Hilbert, el cual constituye el conjunto de estados puros del sistema. Su estructura Kähler puede ser deducida mediante un proceso de reducción de la estructura previamente obtenida en el espacio de Hilbert. Como aspecto novedoso, la tesis presenta en detalle este proceso de reducción, dotándolo de una descripción matemática adecuada. Todas las características de la imagen de Schrödinger pueden describirse de forma geométrica, lo que permite utilizar nuevas herramientas en el análisis de los sistemas cuánticos. Éste es precisamente el tema principal del Capítulo 2, en el cual se utilizan los sistemas de Lie-Kähler para resolver la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo. En geometría diferencial, un sistema de Lie es un sistema no homogéneo de ecuaciones diferenciales que admite una regla de superposición. En general, la obtención de esta regla de superposición es una ardua tarea, la cual puede aligerarse en presencia de estructuras adicionales que sean preservadas por la acción del sistema de Lie. De esta forma, según la estructura preservada, es posible hablar de sistemas de Lie-Hamilton, Lie-Dirac, etc. En el caso de la Mecánica Cuántica, una ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo es un sistema de Lie que preserva la estructura de Kähler previamente descrita. Es por tanto un nuevo tipo de sistema de Lie, al que resulta natural denominar de Lie-Kähler. El Capítulo 2 presenta las propiedades de estos nuevos sistemas y describe un método riguroso para la obtención de sus reglas de superposición. El formalismo geométrico puede extenderse más allá de la imagen de Schrödinger, lo que resulta necesario en el contexto de los sistemas cuánticos abiertos, dado que tanto estados puros como estados mezcla son necesarios para su descripción. Por este motivo, el Capítulo 3 resume la imagen de Heisenberg de la Mecánica Cuántica y su representación de los estados puros y mezcla como funcionales lineales en el álgebra de Lie-Jordan de observables. Se explica también como las estructuras algebraicas de los observables pueden representarse geométricamente en el espacio dual de funcionales lineales en el álgebra. Este es el punto de partida de una de las principales contribuciones de la tesis. Un proceso de reducción, similar al realizado en el análisis de la imagen de Schrödinger, permite describir las propiedades geométricas de la variedad de estados puros y mezcla del sistema. De esta forma, se obtienen dos campos tensoriales en la variedad de estados, los cuales representan correctamente las estructuras algebraicas de los observables. Puede por tanto concluirse que el formalismo geométrico presentado en la tesis es completamente equivalente a la descripción algebraica tradicional, ya que se logra describir adecuadamente todas las propiedades de los sistemas cuánticos. Además, el formalismo geométrico ofrece una visión más clara de las propiedades intrínsecas de la Mecánica Cuántica, lo que facilita una mejor comprensión de la teoría. Por otra parte, un análisis geométrico de la variedad de estados permite estudiar su estratificación y sus propiedades. La tesis demuestra que se trata de una variedad con borde, cuyos puntos extremales son precisamente los estados puros del sistema. La estratificación de esta variedad resulta importante a la hora de considerar la dinámica inducida por campos gradiente y hamiltonianos. Con el objetivo de ilustrar todas estas propiedades, se analizan unos casos sencillos pero con relevancia física. A lo largo de la tesis, se muestran diversas aplicaciones del formalismo geométrico al análisis de sistemas cuánticos abiertos. El Capítulo 4 presenta la descripción de la evolución markoviana de sistemas cuánticos abiertos. Se dice que una evolución es markoviana si depende únicamente en el estado actual del sistema y no de los estados en instantes anteriores, es decir, si el sistema "no tiene memoria". En Mecánica Cuántica, la evolución markoviana se obtiene a partir de la ecuación de Kossakowski-Lindblad, una ecuación diferencial de primer orden en la variedad de estados puros y mezcla de un sistema cuántico abierto. El formalismo geométrico describe esta ecuación como un campo tensorial en esta variedad, lo que permite analizar las propiedades de sus curvas integrales. De esta manera, es posible considerar diversos aspectos de la evolución markoviana desde un punto de vista geométrico. Cualquier evolución no-unitaria determina un cambio en las propiedades algebraicas de los observables cuánticos, lo que puede resultar en una contracción del álgebra. En términos geométricos, esta contracción puede entenderse mediante el límite de una familia de campos tensoriales definida por el flujo del campo tensorial de Kossakowski-Lindblad. Otra característica importante de esta evolución es la existencia de variedades límite. Sus propiedades pueden determinarse gracias a la estructura afín existente, lo que a su vez permite investigar su relación con las contracciones de álgebras de observables. Por último, se ofrece una descripción geométrica de los problemas de control de sistemas cuánticos abiertos. Un análisis geométrico de la Mecánica Cuántica permite aplicar a estos problemas los resultados de la teoría de control de grupos de Lie. Como consecuencia, es posible realizar una clasificación de los sistemas cuánticos abiertos según sus propiedades de controlabilidad. Otro ejemplo de sistemas cuánticos abiertos aparece en el contexto de la Dinámica Molecular. En el estudio de sistemas moleculares, debido al gran número de partículas presentes, la ecuación de Schrödinger no puede ser resuelta ni siquiera por métodos numéricos. Por tanto, resulta útil considerar aproximaciones a la ecuación de Schrödinger. En particular, existen muchos modelos que consideran un comportamiento clásico de algunas de las partículas, normalmente los núcleos. El Capítulo 5 resume las propiedades estos modelos moleculares, y en particular del conocido como modelo de Ehrenfest. Es posible llevar a cabo una descripción geométrica de este modelo, basándose en las descripciones de los subsistemas clásico y cuántico. Como resultado, las ecuaciones del modelo pueden escribirse como ecuaciones hamiltonianas en una variedad de Poisson. A partir de estas propiedades, la tesis presenta una generalización del modelo de Ehrenfest a distribuciones estadísticas. Este es un paso importante, ya que se demuestra que esta descripción estadística predice la aparición de efectos relacionados con el fenómeno de decoherencia, algo que no ocurre en el modelo de Ehrenfest estándar. Se han realizado simulaciones numéricas, cuyos resultados respaldan la descripción de sistemas moleculares mediante el modelo estadístico de Ehrenfest. Por último, en este contexto resulta posible considerar distribuciones estadísticas con temperatura. La tesis presenta estas dist

•Jan 1, 2017•0 citations

La relevancia de la reconstrucción modelo-teórica para la interpretación de la química cuántica

Juan Camilo Martínez González

En el presente trabajo se analizan las reconstrucciones estructuralistas de la mecánica cuántica que suministra Hettema (2012) a la luz del problema de la reducción de la química a la mecánica cuántica a través de la química cuántica. La meta consiste en mostrar que, esas reconstrucciones operan como un contraargumento a la posición reduccionista ya que, en realidad, no reconstruyen toda la mecánica cuántica, sino una mecánica cuántica “modificada” para los fines de la química. Finalmente subrayo el papel que esta reconstrucción de la mecánica cuántica juega en las discusiones acerca de los vínculos interteóricos entre química y física.

Revista Colombiana de Filosofía de la Ciencia•Jun 11, 2018•1 citation
El propósito del presente trabajo consiste en abordar la pregunta por la ontología de la química cuántica. Para ello nos concentraremos en el concepto de enlace químico desde la perspectiva de los dos enfoques a través de los cuales la ecuación de Schrödinger se aplica a los sistemas químicos moleculares: la teoría del enlace de valencia (EV) y la teoría del orbital molecular (OM). Sobre la base de la presentación de ambos enfoques y su comparación, señalaremos que, a pesar de su denominación tradicional, no pueden considerarse estrictamente como teorías científicas, sino que se ajustan mejor a la noción de modelo; en particular, son modelos que incorporan conceptos y leyes tanto del ámbito de la mecánica cuántica como del de la química estructural. Estas consideraciones nos permitirán argumentar que la química cuántica no posee un referente ontológico autónomo, sino que se trata de un ámbito científico cuya vigencia descansa sobre su éxito práctico en el cálculo y la predicción. Finalmente, indicaremos de qué modo los enfoques EV y OM del enlace químico abren una nueva perspectiva respecto de la noción misma de modelo en ciencias empíricas.
El propósito del presente trabajo será poner de manifiesto que la química cuántica es una disciplina basada primariamente en modelos, y no en teorías que establecen un marco conceptual específico y autónomo. Esta característica permitirá preguntar qué tan cuántica es la química cuántica que se incorpora precisamente a esos modelos. Para ello analizaremos la aproximación Born-Oppenheimer y los modelos de Enlace de Valencia y de Orbital Molecular. Nuestra intuición es que, en la medida en que sea necesario mantener la noción clásica de estructura molecular para dar cuenta de los comportamientos de las sustancias, la química cuántica adquiere, como propiedad distintiva, un carácter híbrido entre la mecánica clásica y la mecánica cuántica.
El análisis del concepto de orbital permite argumentar –en oposición a una propuesta reciente en filosofía de la ciencia– que no es posible defender la autonomía ontológica de la realidad química respecto de la física, sobre la base de una ruptura conceptual entre una interpretación química del concepto y otra propia de la mecánica cuántica. Esto es así porque no existen tales interpretaciones distintas del concepto de orbital, sino que, por el contrario, este concepto en química estructural pertenece a la química cuántica y, por tanto, no se diferencia del concepto involucrado en mecánica cuántica.
El problema de la reducción entre química y física ha sido abordado principalmente a través de la mecánica cuántica estándar y la química clásica estructural. En este trabajo la estudiaremos desde la perspectiva de una teoría alternativa a la cuántica estándar, la mecánica Bohmiana y la teoría cuántica de átomos en moléculas (TCAEM) propuesta por Bader. El propósito de este artículo se centra en develar el papel que desempeña la TCAEM en las relaciones interteóricas entre química y física. Argumentaremos que si bien la TCAEM supera dos grandes obstáculos al brindar una definición rigurosa de enlace químico y átomos dentro de una molécula, la teoría hace uso de nociones clásicas incompatibles con los principios de la mecánica cuántica tradicional y por lo tanto no logra la reducción. Por otro lado mostraremos que la TCAEM guarda mayor similitud con la mecánica Bohmiana y que los elementos básicos de ambas teorías resultan afines.
espanolQuimica cuantica es la rama de la quimica que se ocupa principalmente de la aplicacion de la mecanica cuantica a los sistemas quimicos a un nivel molecular. Gracias a su peculiar posicion entre la quimica y la fisica, ha comenzado a ser una disciplina de interes para los filosofos de la quimica. Sin embargo, en el ambito filosofico, la quimica cuantica se ha estudiado principalmente, desde una perspectiva historica o desde cuestiones metodologicas. En contraste, la pregunta que guia este articulo es: ?que clase de entidades son estudiadas por la quimica cuantica? Para desarrollar mi argumento, discutire, en primer lugar, la importancia de las preguntas ontologicas. Despues, considerare en que medida la aproximacion Born-Oppenheimer y el concepto de electron de la quimica cuantica se ajustan al contexto teorico cuantico. Finalmente, discutire algunas cuestiones acerca de a que se refiere la quimica cuantica. EnglishQuantum chemistry is the branch of chemistry whose pri-mary focus is the application of quantum mechanics to chemi-cal systems at the molecular level. Precisely due to its peculiar position between chemistry and physics, in the last times it has begun to engage the interest of the philosophers of chemistry. Nevertheless, in this philosophical field, quantum chemistry has been studied mainly from a historical viewpoint or from a per-spective interested on methodological issues. By contrast, the question that will guide this article is: what kind of ontic items are those studied by quantum chemistry? In order to develop the argumentation, first the relevance of the ontological questions will be addressed. Then, it will be considered in what measure the Born-Oppenheimer approximation and the quantum-chem-istry concept of electron fit in the quantum theoretical context. Finally, some issues about what quantum chemistry refers to will be discussed.
El tema central de la tesis doctoral es el análisis de los sistemas cuánticos abiertos. Estos sistemas se caracterizan por estar sometidos a la interacción con el entorno, lo que provoca que su evolución deje de ser unitaria. Es por tanto necesario considerar modelos más allá de la ecuación de Schrödinger. Los sistemas cuánticos abiertos aparecen en numerosos campos, como la Física del Estado Sólido y la Dinámica Molecular. Por este motivo, un análisis detallado de sus propiedades y su dinámica es un tema digno de estudio con un gran abanico de aplicaciones. El enfoque elegido en esta tesis es el desarrollo de un formalismo geométrico que describa de forma adecuada las características de los sistemas cuánticos abiertos. La geometría diferencial ha demostrado ser una herramienta muy útil en el análisis de sistemas físicos. Desde mediados del siglo XX, se ha desarrollado con gran éxito una descripción geométrica de la Mecánica Clásica, principalmente en torno a las mecánicas lagrangiana y hamiltoniana. Por este motivo, resulta natural describir también los sistemas cuánticos en términos geométricos. Las ventajas de un formalismo geométrico resultan claras. Cuando tanto los sistemas clásicos como los cuánticos se describen en los mismos términos, es sencillo describir situaciones en las que existan interacciones clásico-cuánticas. Éste es el caso, por ejemplo, de muchos modelos de Dinámica Molecular, en los que los núcleos y los electrones son considerados respectivamente como partículas clásicas y cuánticas. Por otra parte, un formalismo geométrico de la Mecánica Cuántica posibilita un mejor entendimiento de las diferencias intrínsecas entre las teorías clásicas y las cuánticas. Dada su relevancia a lo largo de la tesis, el Capítulo 1 está enfocado al resumen y el análisis de la descripción geométrica de la imagen de Schrödinger de la Mecánica Cuántica. En formulación usual (algebraica), esta imagen se basa en la representación de los estados de los sistemas cuánticos mediante vectores en un espacio de Hilbert complejo. La transición a una formulación basada en geometría diferencial es inmediata para sistemas finito-dimensionales, dado que los espacios lineales de dimensión finita son casos triviales de variedades diferenciables. Las estructuras adicionales, en concreto el producto hermítico propio de los espacios de Hilbert y los escalares complejos, se describen mediante campos tensoriales en dichas variedades diferenciables, formando lo que se conoce como una estructura Kähler. Todos los ingredientes necesarios para el análisis de sistemas cuánticos pueden describirse en estas variedades de Kähler. Los observables se representan mediante funciones diferenciables, mientras que la dinámica se describe mediante curvas integrales de campos vectoriales hamiltonianos respecto a la forma simpléctica de la estructura Kähler. Esta caracterización puede llevarse a cabo en el espacio de Hilbert asociado a cualquier sistema cuántico finito-dimensional. Además, es posible analizar las propiedades geométricas del espacio proyectivo de Hilbert, el cual constituye el conjunto de estados puros del sistema. Su estructura Kähler puede ser deducida mediante un proceso de reducción de la estructura previamente obtenida en el espacio de Hilbert. Como aspecto novedoso, la tesis presenta en detalle este proceso de reducción, dotándolo de una descripción matemática adecuada. Todas las características de la imagen de Schrödinger pueden describirse de forma geométrica, lo que permite utilizar nuevas herramientas en el análisis de los sistemas cuánticos. Éste es precisamente el tema principal del Capítulo 2, en el cual se utilizan los sistemas de Lie-Kähler para resolver la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo. En geometría diferencial, un sistema de Lie es un sistema no homogéneo de ecuaciones diferenciales que admite una regla de superposición. En general, la obtención de esta regla de superposición es una ardua tarea, la cual puede aligerarse en presencia de estructuras adicionales que sean preservadas por la acción del sistema de Lie. De esta forma, según la estructura preservada, es posible hablar de sistemas de Lie-Hamilton, Lie-Dirac, etc. En el caso de la Mecánica Cuántica, una ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo es un sistema de Lie que preserva la estructura de Kähler previamente descrita. Es por tanto un nuevo tipo de sistema de Lie, al que resulta natural denominar de Lie-Kähler. El Capítulo 2 presenta las propiedades de estos nuevos sistemas y describe un método riguroso para la obtención de sus reglas de superposición. El formalismo geométrico puede extenderse más allá de la imagen de Schrödinger, lo que resulta necesario en el contexto de los sistemas cuánticos abiertos, dado que tanto estados puros como estados mezcla son necesarios para su descripción. Por este motivo, el Capítulo 3 resume la imagen de Heisenberg de la Mecánica Cuántica y su representación de los estados puros y mezcla como funcionales lineales en el álgebra de Lie-Jordan de observables. Se explica también como las estructuras algebraicas de los observables pueden representarse geométricamente en el espacio dual de funcionales lineales en el álgebra. Este es el punto de partida de una de las principales contribuciones de la tesis. Un proceso de reducción, similar al realizado en el análisis de la imagen de Schrödinger, permite describir las propiedades geométricas de la variedad de estados puros y mezcla del sistema. De esta forma, se obtienen dos campos tensoriales en la variedad de estados, los cuales representan correctamente las estructuras algebraicas de los observables. Puede por tanto concluirse que el formalismo geométrico presentado en la tesis es completamente equivalente a la descripción algebraica tradicional, ya que se logra describir adecuadamente todas las propiedades de los sistemas cuánticos. Además, el formalismo geométrico ofrece una visión más clara de las propiedades intrínsecas de la Mecánica Cuántica, lo que facilita una mejor comprensión de la teoría. Por otra parte, un análisis geométrico de la variedad de estados permite estudiar su estratificación y sus propiedades. La tesis demuestra que se trata de una variedad con borde, cuyos puntos extremales son precisamente los estados puros del sistema. La estratificación de esta variedad resulta importante a la hora de considerar la dinámica inducida por campos gradiente y hamiltonianos. Con el objetivo de ilustrar todas estas propiedades, se analizan unos casos sencillos pero con relevancia física. A lo largo de la tesis, se muestran diversas aplicaciones del formalismo geométrico al análisis de sistemas cuánticos abiertos. El Capítulo 4 presenta la descripción de la evolución markoviana de sistemas cuánticos abiertos. Se dice que una evolución es markoviana si depende únicamente en el estado actual del sistema y no de los estados en instantes anteriores, es decir, si el sistema "no tiene memoria". En Mecánica Cuántica, la evolución markoviana se obtiene a partir de la ecuación de Kossakowski-Lindblad, una ecuación diferencial de primer orden en la variedad de estados puros y mezcla de un sistema cuántico abierto. El formalismo geométrico describe esta ecuación como un campo tensorial en esta variedad, lo que permite analizar las propiedades de sus curvas integrales. De esta manera, es posible considerar diversos aspectos de la evolución markoviana desde un punto de vista geométrico. Cualquier evolución no-unitaria determina un cambio en las propiedades algebraicas de los observables cuánticos, lo que puede resultar en una contracción del álgebra. En términos geométricos, esta contracción puede entenderse mediante el límite de una familia de campos tensoriales definida por el flujo del campo tensorial de Kossakowski-Lindblad. Otra característica importante de esta evolución es la existencia de variedades límite. Sus propiedades pueden determinarse gracias a la estructura afín existente, lo que a su vez permite investigar su relación con las contracciones de álgebras de observables. Por último, se ofrece una descripción geométrica de los problemas de control de sistemas cuánticos abiertos. Un análisis geométrico de la Mecánica Cuántica permite aplicar a estos problemas los resultados de la teoría de control de grupos de Lie. Como consecuencia, es posible realizar una clasificación de los sistemas cuánticos abiertos según sus propiedades de controlabilidad. Otro ejemplo de sistemas cuánticos abiertos aparece en el contexto de la Dinámica Molecular. En el estudio de sistemas moleculares, debido al gran número de partículas presentes, la ecuación de Schrödinger no puede ser resuelta ni siquiera por métodos numéricos. Por tanto, resulta útil considerar aproximaciones a la ecuación de Schrödinger. En particular, existen muchos modelos que consideran un comportamiento clásico de algunas de las partículas, normalmente los núcleos. El Capítulo 5 resume las propiedades estos modelos moleculares, y en particular del conocido como modelo de Ehrenfest. Es posible llevar a cabo una descripción geométrica de este modelo, basándose en las descripciones de los subsistemas clásico y cuántico. Como resultado, las ecuaciones del modelo pueden escribirse como ecuaciones hamiltonianas en una variedad de Poisson. A partir de estas propiedades, la tesis presenta una generalización del modelo de Ehrenfest a distribuciones estadísticas. Este es un paso importante, ya que se demuestra que esta descripción estadística predice la aparición de efectos relacionados con el fenómeno de decoherencia, algo que no ocurre en el modelo de Ehrenfest estándar. Se han realizado simulaciones numéricas, cuyos resultados respaldan la descripción de sistemas moleculares mediante el modelo estadístico de Ehrenfest. Por último, en este contexto resulta posible considerar distribuciones estadísticas con temperatura. La tesis presenta estas dist
En el presente trabajo se analizan las reconstrucciones estructuralistas de la mecánica cuántica que suministra Hettema (2012) a la luz del problema de la reducción de la química a la mecánica cuántica a través de la química cuántica. La meta consiste en mostrar que, esas reconstrucciones operan como un contraargumento a la posición reduccionista ya que, en realidad, no reconstruyen toda la mecánica cuántica, sino una mecánica cuántica “modificada” para los fines de la química. Finalmente subrayo el papel que esta reconstrucción de la mecánica cuántica juega en las discusiones acerca de los vínculos interteóricos entre química y física.