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¿Qué es un estado en la física?

¿Qué es un estado en la física? Mientras que la lectura de la física, la he escuchado muchas veces, un "___" sistema "____" estado, pero la definición de un estado que nunca fue siempre (y buscando en google me trae totalmente sin relación tema de la física del estado sólido), pero estaba ligeramente dijo que tiene toda la información del sistema de su deseo de saber. En seguir leyendo, he encontrado hablando con la gente de estado Termodinámico, Lagrange, Hamilton, función de onda, etc, etc que creo que son diferentes el uno del otro. Así que en general quiero saber ¿qué entendemos por estado en física y no hay una única manera de describirlo?

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Yann Ramin Puntos 25139

Nuestro profe de física, una vez puesto informal de esa manera:

Un estado es un conjunto de variables que describen un sistema que no incluye nada sobre su historia.

El conjunto de variables (posición, el vector de velocidad) describe el estado de un punto de masa en la mecánica clásica, mientras que la ruta de cómo el punto de masa consiguió desde el punto $$ punto $B$ no es un estado.

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Gennaro Tedesco Puntos 2257

La definición de un estado de un sistema, en la física, depende fuertemente en el área de la física se trata y se presenta como una de las definiciones iniciales una vez que la teoría subyacente tiene que ser establecido. En particular, uno tiene:

  1. de la mecánica clásica: un estado de un sistema es un punto $m\in CA$ (o, equivalentemente, $T^*Q)$ en la tangente paquete de espacio de configuración (o el espacio de fase, respectivamente). Tal estado es identificado en una tabla con un conjunto de coordenadas $(q_i, \dot{q}_j)\in\mathbb{R}^N$, representando las posiciones y velocidades de todas las partículas en un momento dado $t$. Tal descripción es equivalente a requerir que la unicidad de la solución de la Newton, las ecuaciones de una vez las condiciones iniciales especificadas.

  2. termodinámica: un estado es un conjunto de extensas variables $(X_1,X_2,\ldots,X_N)$ que únicamente se especifica el valor de la entropía de la función $S(X_1,X_2,\ldots,X_N)\in\mathbb{R}$. Estas variables representan el macroscópico extensa parámetros (como el volumen, el número de partículas, la energía total y así sucesivamente y así sucesivamente) a partir de la cual se puede derivar la correspondiente asociados intensivo de variables tomando derivados de la entropía como, por ejemplo, $p=T(\S parcial/\partial V)$ y similares.

  3. la mecánica cuántica: un estado es cualquier elemento $|\psi\rangle\in\mathcal{H}$ de un espacio de Hilbert, junto con una colección de sí mismo-adjoint operadores de $(A_1,\ldots,A_n, H)$. Papel especial desempeñado por el Hamiltoniano $H$, cuya acción espejos de la mecánica clásica dando la evolución en el tiempo del estado $|\psi(t)\rangle$. Una colección de estados (i. e. un ensamble) en cambio, está descrito por una matriz de densidad de $\rho$ que la expectativa de valor de cualquier operador en el ensamble puede ser definida como $\langle S \rangle = \textrm{tr}(\rho O)$.

  4. campo de las teorías: muy sutiles como la definición de un estado depende fuertemente de la teoría a la mano (la gravedad cuántica, el bucle de la gravedad cuántica, la teoría de cuerdas, QFT todos tienen ligeramente diferentes definiciones de los estados).

EDIT: como por las sugerencias en los comentarios de abajo, más complejo que los estados y las descripciones de mayo y hacer surgir, por lo tanto el de arriba se supone que sólo pueden tomarse como general tutorial.

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Adam Puntos 343

Informalmente hablando, una completa descripción de un sistema físico se refiere a su estado. La integridad del estado de un sistema de medios que proporciona toda la información posible sobre el sistema, es decir, todo lo que puede ser, posiblemente, se sabe acerca de que el sistema tiene que ser incluida en la especificación de su estado.

Cada teoría física se basa en última instancia en los siguientes tres postulados fundamentales:

  • El postulado que define la manera en que se describe un estado de un sistema.
  • El postulado de la que se especifica qué tipo de información sobre las características observables, es decir, propiedades medibles del sistema, es el que figura en la descripción de su estado.
  • Y el postulado de que nos provee con una ley que regula el tiempo de evolución del sistema y nos permite predecir su estado futuro, dada la actual.

Y en vista de estos postulados fundamentales el significado de la exhaustividad de la descripción proporcionada por el estado de un sistema es que toda la información posible sobre las características observables deben ser incluidos en la especificación del estado y también debe ser posible utilizarlo para obtener toda la información posible acerca de las características observables en cualquier momento en el futuro.

Para hacer la definición de un estado más formal y menos vagos tenemos que, al menos, distinguir entre lo clásico y las teorías cuánticas debido a manifestaciones concretas de los mencionados postulados de estas dos familias de las teorías físicas difieren significativamente. Por ejemplo, el significado de "toda la información posible acerca de las características observables de la frase" en las teorías cuánticas es muy poco convencional desde el clásico punto de vista. Y las rigurosas definiciones puede ser dada solamente por una particular teoría física, ya que los distintos objetos matemáticos son utilizados para representar el estado de un sistema en diferentes teorías, como se discute en detalle en la respuesta dada por Gennaro Tedesco.

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Adolfo Puntos 126

A grandes rasgos, se describe de estado en física como una serie de determinados valores asignados a las diferentes magnitudes que se pueden medir de el sistema, es decir, un valor para la energía, presión, temperatura, ... o de cualquier magnitud, en las que estés interesado.

Por lo tanto el estado es una forma de describir las propiedades que tiene el sistema que vamos a estudiar.

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