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Introducción a la fundamentación algebraica de la mecánica cuántica

Código: 26GR17 Granada
06/02/2026 al 22/05/2026

Lugar celebración

Facultad de Ciencias de Granada,
Av. de Fuente Nueva, s/n,
18071 Granada

Dirección

Antonio Miguel Peralta Pereira
Catedrático de Universidad
Dpto. de Análisis Matemático
Universidad de Granada

Gerardo Martín Escolano
PDI del Dpto. de Análisis Matemático
Universidad de Granada

Introducción

Este curso ofrece una introducción accesible pero rigurosa a las bases matemáticas que sustentan la Mecánica Cuántica moderna. A lo largo de varias sesiones, se explorará cómo el lenguaje del álgebra y el análisis funcional permiten describir los sistemas cuánticos, sus observables y las simetrías que gobiernan su comportamiento.

Comenzaremos con una revisión de los fundamentos fenomenológicos de la teoría cuántica y la formulación matemática de los sistemas físicos. A partir de ahí, el curso profundizará en los espacios de Hilbert y las clases de operadores, herramientas esenciales para comprender los estados cuánticos.
Posteriormente, se abordará la teoría espectral, que explica cómo los observables se representan mediante operadores auto-adjuntos y cómo su espectro refleja los posibles resultados experimentales. La segunda parte del curso estará dedicada al formalismo algebraico, presentando las C*-álgebras y las álgebras de von Neumann, estructuras que generalizan y enriquecen la descripción de los sistemas cuánticos.
El recorrido concluirá con el estudio de las simetrías cuánticas y resultados fundamentales como el teorema de Wigner, ofreciendo una visión coherente y moderna de la teoría.
Dirigido a estudiantes y personas interesadas en la intersección entre matemáticas, física teórica y fundamentos cuánticos, este curso busca proporcionar una comprensión profunda del marco algebraico que da forma a la Mecánica Cuántica contemporánea

Competencias del alumnado

  • El alumnado sabrá/comprenderá la fundamentación matemática de la mecánica cuántica, así como la formulación algebraica de su axiomática.
  • El alumnado será capaz de identificar las estructuras matemáticas que rigen esta fundamentación, así como obtener un marco matemático compatible con enseñanzas previas en mecánica cuántica.

Asistencia

La asistencia será obligatoria en el 80% de las sesiones para obtener el certificado

Idiomas utilizados

Español e Inglés

Viernes, 6 de febrero de 2026
10:00-12:00 Tema 1: Fenomenología de la Mecánica Cuántica: La física de los sistemas cuánticos, formalismo cuántico en dimensión finita e infinita
Gerardo Martín Escolano, PDI departamento de Análisis Matemático
Viernes, 13 de febrero de 2026
10:00-12:00 Tema 2: Espacios de Hilbert y clases de Operadores:

  • Los espacios de Hilbert: definición y propiedades
  • Clases de Operadores en espacios de Hilbert: Operadores y álgebras abstractas

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 20 de febrero de 2026
10:00-12:00 Tema 2: Espacios de Hilbert y clases de Operadores:

  • Clases de Operadores en espacios de Hilbert: Operadores fundamentales de la teoría Cuántica

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 27 de febrero de 2026
10:00-12:00 Tema 3: Teoría Espectral en espacios de Hilbert:

  • Teoría espectral básica
  • Espectro de Operadores especiales
  • La integral de medidas evaluadas en proyecciones

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 6 de marzo de 2026
10:00-12:00 Tema 3: Teoría Espectral en espacios de Hilbert:

  • La integral de medidas evaluadas en proyecciones
  • Descomposición espectral de operadores auto-adjuntos

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 13 de marzo de 2026
10:00-12:00 Tema 3: Teoría Espectral en espacios de Hilbert:

  • Formalismo cuántico
  • Medidas espectrales conmutativas: compatibilidad

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 20 de marzo de 2026
10:00-12:00 Tema 4: Formalismo algebraico de la mecánica cuántica

  • Observables y estados en el formalismo algebraico
  • Elementos esenciales de las C*-álgebras

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 27 de marzo de 2026
10:00-12:00 Tema 4: Formalismo algebraico de la mecánica cuántica

  • Teoría de Gelfand y cálculo funcional
  • Elementos positivos
  • Construcción GNS

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 10 de abril de 2026
10:00-12:00 Tema 5: Álgebras de von Neumann

  • Tologías de operadores
  • Álgebras de von Neumann: definición

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 17 de abril de 2026
10:00-12:00 Tema 5: Álgebras de von Neumann

  • Matrices densidad: estados puros, mezcla y normales
  • Reglas de superselección y otras estructuras del álgebra de observables

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 24 de abril de 2026
10:00-12:00 Tema 6: Medidas espectrales y teorema espectral

  • La lógica de la Mecánica Cuántica
  • Medidas espectrales y Teorema espectral: cálculo funcional medible

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 8 de mayo de 2026
10:00-12:00 Tema 6: Medidas espectrales y teorema espectral

  • Interpretación probabilística de la Mecánica Cuántica
  • Teorema de Gleason

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 15 de mayo de 2026
10:00-12:00 Tema 7: Simetrías cuánticas

  • Preservers’ problems
  • Teorema de Wigner

Gerardo Martín Escolano

Viernes, 22 de mayo de 2026
10:00-12:00 Sesión especial: dudas del curso o temas propuestos por el alumnado
Antonio Miguel Peralta Pereira, Catedrático de Universidad, Dpto. de Análisis Matemático, Universidad de Granada.