El principio de superposición tiene aplicaciones en diferentes ramas y ámbitos de la ciencia y la tecnología.
Principio de superposición es el nombre de una herramienta que brinda la posibilidad de disgregar un cierto problema en un par, o más, de estructuras de menor complejidad. Este recurso, también conocido bajo la denominación de teorema de superposición, es válido y apropiado de manera parcial siempre que haya funciones lineales, vinculadas a problemas matemáticos, modelos científicos o sistemas físicos, que cumplan criterios de proporcionalidad/homogeneidad y aditividad.
Cuando este principio se aplica al ámbito de la mecánica cuántica adquiere notoriedad el concepto de superposición cuántica. De acuerdo a los registros teóricos, la noción sirve para trabajar con un elemento que, de modo simultáneo, posee varios valores asignados a una misma cantidad observable. Aseguran los expertos en este tema que la superposición cuántica impulsa numerosos efectos que pueden observarse de manera directa como sucede, por describir un fenómeno fácil de reconocer a escala internacional, con la interferencia de ondas advertida en el marco del experimento de doble rendija.
Teniendo en claro qué indica la definición y conociendo cómo puede llegar esta noción a trasladarse a la práctica es posible contemplar la chance de contrarrestar la fuerza que se aplica sobre un cuerpo a partir de una nueva fuerza que posea la misma dirección y magnitud pero que tenga un sentido contrario a la fuerza que ha sido aplicada. Conviene saber, asimismo, que hay excepciones tanto reales como aparentes en relación al principio de superposición de las fuerzas.
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ResumenAplicaciones del principio de superposición
El principio de superposición está presente en una enorme variedad de disciplinas y campos de estudio.
En física, por indicar un caso concreto, se analiza, se usa y se pone a prueba el principio de superposición de ondas. De él se desprende que la amplitud que resulta de al menos dos ondas de propagación incidiendo en un mismo punto es equivalente a la suma vectorial que involucra a las amplitudes de cada onda individual. La superposición de ondas da explicación, por describir un fenómeno habitual, a la interferencia de la luz. Claro que al querer profundizar en esta cuestión para comprenderla mejor es necesario instruirse en materia de dualidad onda-partícula, interferómetros, experimento de doble rendija, etc.
En mecánica cuántica, por otra parte, las llamadas superposiciones cuánticas son esenciales para procesar datos referentes a la teleportación cuántica, la criptografía cuántica o a la computación cuántica. En este último sector, específicamente, el principio permite que una misma partícula represente, al mismo tiempo, diferentes estados.
El principio de superposición, cuando se aplica en la mecánica cuántica, da lugar a una superposición cuántica.
Al abordar la idea de superposición desde la óptica, en tanto, se desprenden datos y alternativas que le dan relevancia al principio de superposición de ondas (por contemplarse para el principio de Fresnel – Huygens), a los patrones ópticos surgidos a raíz de la superposición de estructuras de carácter periódico y al denominado principio de la superposición de estratos.
Experimentos y estudios
Aprovechando las características y los lineamientos del principio de superposición se realizan desde hace décadas múltiples estudios y experimentos.
Recientemente, por citar un anuncio que beneficia al trabajo radioastronómico, investigadores nucleados en la universidad argentina de La Plata dieron a conocer un desarrollo propio orientado a la realización de apreciaciones tanto cosmológicas como astronómicas. Se trata de un instrumento pensado para estimular y utilizar técnicas interferométricas en el área de instrumentación. En este contexto, el principio de superposición sirve para conseguir imágenes de gran resolución en antenas de radio, telescopios y otros receptores en los cuales se utilizan técnicas de combinación de ondas electromagnéticas.
Años atrás, por otra parte, se puso a prueba como nunca antes el principio de superposición cuántica. El experimento, llevado a cabo por científicos de las universidades de Basilea y Viena, consistió en la superposición cuántica e interferencia de moléculas complejas sometidas a temperaturas elevadas y conformadas por alrededor de dos mil átomos que, gracias a esta prueba, llegaron a estar simultáneamente en dos lugares. Cuando salió a la luz esta novedad se remarcó que el ya mencionado principio de superposición se desprende de la ecuación de Schrödinger, una de las ecuaciones más trascendentes de la mecánica cuántica.
La computación cuántica se nutre del entrelazamiento cuántico y del principio de superposición de la materia.
Es constructivo saber, incluso, que al momento de establecer qué propiedades mecánicas se advierten en elementos propios de la física de los líquidos involucrados en la formación de vidrio y en la física de polímeros se apela al principio de superposición de tiempo temperatura. Con él se tiene en cuenta, en base a propiedades que se conocen y poseen una temperatura de referencia, los rasgos que dependen del estado térmico de un material viscoelástico lineal. Combinando este tipo de principio de superposición con la relación de Williams-Landel-Ferry se arriba a una explicación respecto a las variaciones que se presentan en la viscosidad intrínseca de un polímero amorfo según sea su temperatura. Es necesario señalar que para que sea posible hacer valer el principio de superposición es imprescindible que la muestra sea amorfa, homogénea e isotrópica.
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