superposição

Superposición es un principio fundamental en física y matemáticas que establece que, en sistemas lineales, la respuesta total es la suma de las respuestas individuales. En términos prácticos, si una ecuación diferencial es lineal, las soluciones pueden combinarse linealmente para formar nuevas soluciones. Este principio se aplica en campos como la electricidad, las ondas mecánicas y electromagnéticas, y la teoría de señales.

En la física clásica, la superposición explica la interferencia de ondas: cuando varias ondas ocupan el mismo medio, se suman sus amplitudes para dar una onda resultante. Esto ocurre con ondas de sonido, de agua y de luz, permitiendo patrones de refuerzo y cancelación. La superposición es también la base del análisis de señales y de sistemas lineales en ingeniería.

En mecánica cuántica, la superposición cuántica afirma que un sistema puede estar en una combinación lineal de estados posibles. Las descripciones usan amplitudes complejas y la probabilidad de obtener un resultado es el cuadrado de la amplitud (principio de Born). Al medir, la superposición puede colapsar a un estado concreto. La superposición cuántica es central para la interferencia cuántica y para la computación cuántica.

La superposición se deriva de la linealidad de las ecuaciones que rigen muchos sistemas, como la ecuación de ondas y la ecuación de Schrödinger. No se aplica en sistemas no lineales, donde las respuestas no se suman sencillamente. En la práctica, la decoherencia limita la observación de superposiciones en sistemas macroscópicos.

Entre sus aplicaciones están el procesamiento de señales, la óptica y la holografía, las comunicaciones y el desarrollo de qubits en la computación cuántica.