No hay duda: ¡la física cuántica se pone de moda!
En los últimos años hemos asistido a la publicación de infinidades de obras que intentan explicar la física cuántica y su aplicación en la vida cotidiana. En ellas sus autores reflejan en la mayoría de las veces una interpretación personal sobre las implicaciones de esta ciencia, elaborando argumentos con base a ideas científicas que generalmente no acaban de comprender.
Hace un siglo la última revolución en la física arrancó de cosas que no cuadraban en el conocimiento de la naturaleza en ese momento, dando origen a la teoría cuántica y a la relatividad de Einstein.
A veces, al estudiar la naturaleza del mundo microscópico (átomos, electrones, fotones), esta puede presentar una serie de fenómenos extraños, por lo general en contradicción con nuestras experiencias cotidianas. Felizmente la realidad macroscópica (un grano de arena, nosotros, una galaxia) no se comporta según las reglas de la mecánica cuántica (no es cuántica), cosa que deberíamos considerar una suerte.
La luz, por ejemplo, según como parece comportarse como si fuera una onda y en otras ocasiones como si fuera una partícula.
Objetos diminutos, como los electrones, según la situación parece que hayan podido pasar por dos sitios distintos a la vez (la física cuántica describe muy bien cómo ocurren los fenómenos, sin estar muchas veces segura del porqué).
Si queremos averiguar algo relacionado con una partícula debemos interactuar de algún modo con ella provocando así algún cambio en su estado. El observador modifica así lo observado. Pero cuidado ¡el observador también puede ser una máquina fotográfica, no necesita tener conciencia!
Y si miramos con detalle una región “vacía” del espacio, nos sorprendemos al ver cómo está llena de partículas que surgen de la nada y hacia allá vuelven.
Con todo esto, no hay más remedio que resignarnos con las palabras del Nobel de física Richard Feynman: “debemos aceptar a la física cuántica tal y como es: absurda.”
Una descripción absurda a primera vista, y posiblemente también a la segunda, la tercera o la vigésima vistas Todo y así, y apoyados en las investigaciones sumamente apuradas hechas hasta hoy, la teoría cuántica sigue siendo de aplicación universal. Nunca hubo una teoría con mayor éxito, y de momento no tiene rival.
Las suposiciones más importantes de la teoría cuántica son las siguientes:
La energía, propuesta por Max Plank en 1900, no se intercambia de forma continua, sino que en todo intercambio energético hay una cantidad mínima involucrada, es decir un cuanto (cuantización de la energía). En pocos años esto permite que la visión del mundo atómico y las ideas acerca de la naturaleza de la luz sufran una gran revolución.
El “principio” de incertidumbre, enunciado por Heisenberg en 1927, que pone un límite teórico absoluto en la precisión de ciertas mediciones. Como resultado de ello, la visión clásica de los científicos de que el estado físico de un sistema puede medirse exactamente y utilizarse para predecir los estados futuros tuvo que ser abandonada. Básicamente, quiere decir que en el microcosmos, a nivel nuclear, es imposible conocer al mismo tiempo ciertas magnitudes como la posición y la velocidad de una partícula. O, dicho de otro modo, cuanto más precisamente se conozca la velocidad de una partícula (digamos, un electrón) menos se sabrá de su posición. Y lo mismo a la inversa. Esto supuso una revolución filosófica y dio pie a numerosas discusiones entre los más grandes físicos de la época
La física cuántica tiene aplicaciones principalmente a nivel atómico y nuclear, permitiendo, entre otras cosas, que entendiéramos mejor las propiedades de la luz y la materia ayudando a la creación de nuevas tecnologías en favor del hombre. En poco más de 100 años, hemos llenado de física cuántica nuestras vidas en ámbitos como la electrónica (televisión, ordenador, microondas, GPS), aparatos médicos (radiología, cirugía láser), la higiene ( champú, crema de afeitar), la alimentación (potabilización del agua, conservantes, colorantes), la criptología, la astronomía, entre otros más. Para estudiar la materia a estas escalas se utilizan grandes aceleradores de partículas, en donde los físicos realizan sus experimentos produciendo colisiones de partículas elementales a alta velocidad.