Construyendo significados en mecánica cuántica : fundamentación y resultados de una propuesta innovadora para su introducción en el nivel universitario

Abstract

El rápido crecimiento de una tecnología basada en los principios de la mecánica cuántica torna imperioso el conocimiento de sus fundamentos por la mayoría de los estudiantes universitarios. Siendo una de las mayores dificultades al estudiar estos temas la creación de la «nueva percepción» que la mecánica cuántica implica para el mundo microscópico, desarrollamos una unidad didáctica introductoria con un abordaje que denominamos fenomenológico-conceptual, con énfasis en las características cuánticas de los sistemas. La unidad incluyó discusiones conceptuales sobre tópicos como los de computación cuántica, efecto túnel, autointerferencia de una partícula, saltos cuánticos y la paradoja del gato de Schrödinger. Los resultados de la implementación de esta estrategia con tres grupos de estudiantes de ingeniería muestran que más de la mitad de los estudiantes participantes consiguieron una comprensión razonable de los conceptos discutidos.

Technology based on the principles of Quantum Mechanics is of growing importance so it becomes imperative to offer to the future professionals at least courses on the basics of it. One of the main problems faced by students when learning this subject relates to the difficulty of creating a «new perception» for the microscopic world. To help students in this matter, we used in a introductory unit a phenomenological-conceptual approach with emphasis on the quantum characteristics of the systems, in lieu of searching for classical analogies. The unit included conceptual discussions using topics like quantum computing, teleportation, quantum tunneling, one particle self interference, quantum jumps and the Schrödinger’s cat paradox. The results of the implementation of this strategy, with three groups of engineering students, showed that more than half of them attained a good understanding of the central concepts discussed.