bases conceptuales e históricas de la dinámica cristalina

• Autores: Ramón Coy-Yll
• Localización: Revista de materiales y procesos geológicos, ISSN 0213-0696, Nº. 3, 1985, págs. 11-46
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    La mecánica cuántica goza ya de un dilatado tiempo de contrastación y confirmación científica. Sus postulados constituyen la base teórica indiscutible de las ciencias físicas y químicas. Comprender el carácter probabilístico de la mecánica cuántica es comprender el comportamiento de sistemas tales como el átomo, molécula y cristal. Este carácter probabilístico se manifiesta claramente a través de los procesos por los cuales se miden las propiedades de los sistemas /objetos complejos. En este sentido, fenómenos como la difracción de rayos-X y la difusión Raman constituyen casos especiales de la interacción de un sistema dado (cristal, molécula) con un determinado dispositivo de medida. El mundo cuántico, dual en cuanto a su expresión (problema de la cualidad onda-partícula), se comporta tal como establecen las leyes de la mecánica-cuántica. Este mundo no menos real que el mundo regulado por los Principios de Newton. No olvidando que el mundo newtoniano sólo es una pequeña parte de la realidad percibida en el Universo.

    La caracterización de un sistema cuántico se realiza a partir de un conjunto de observables. Pero contrariamente a lo que estipula la física clásica, este conjunto observable constituyen siempre un subgrupo de todos los observables que pueden medirse en el sistema. De este modo es consustancional a toda formulación cuántica que el conocimiento de un sistema sea de carácter estadístico. Existe una estrecha relación entre lo que debe estudiarse en los minerales y lo que se estudia en los cristales obtenidos en el laboratorio. La mineralogía moderna no puede, por menos, que apoyarse firmemente en los mismos conceptos y técnicas de la química y la física. El presente trabajo es un reflejo de esta convicción.

  • English

    Many years have now passed since quantum mechanics (QM) was originally developed, providing a complete theoretical background for physics and chemistry. The probabilistic nature of QM has been confirmed in innumerable ways and its understanding means that the behavior of a quantum system, namely an atom, molecule or crystal, can be understood. The probabilistic nature of QM is emerging from the measurement process. Hence X-ray difraction and Raman scattering can be both explained as special cases of the interaction between a quantum system and a measuring instrument.

    The world of quantum wave-particles behaves as QM says is does. Then quantum mechanical reality is not less real than the world as described by Newton's principia. In fact, the classical world is only a small part of what there exists in Universe.

    Each quantum system is characterized by a set of observables but this set, contrary to what is assumed in classical physics, is always a small subset ot he all observables that can be measured on the system. Hence a quantum system can only be described in terms of statistics.

    There is a close parallelism between the pysical and chemical phenomena in minerals and those observed in crystals made by man. Modern mineralogy has certainly picked up many essential ideas from quantum solid state physics and it seems clear that a closed cooperation between the two fileds could lead to a great deal of mutual inspiration and benefit.

    In this paper, attention is paid to the relationship between QM and the dynamical theory of solids. In a second related paper, the quantum solid state approach here discused should be extended to the study of the anharmonic properties of minerals. The coefficient of thermal expansion, the thermal resistivity the comprenssbility and the Grüneisen parameter are important examples of such properties. In a third last paper, attention will be paid to the interpretation of colors centers in minerals: another important and very active field in which QM can not be, by no means, omited