Pilar bàsic de la ciència moderna
2025/03/01 Rezabal Astigarraga, Elixabete - EHUko Kimika Teorikoko taldekidea Iturria: Elhuyar aldizkaria
En l'últim segle, la mecànica quàntica ha transformat profundament la nostra manera d'entendre el nostre entorn. La Física clàssica, nascuda com un intent de respondre a les dificultats que presentava el fenomen atòmic, va florir immediatament i va crear un sofisticat marc teòric que regula el comportament de la matèria i de l'energia. L'aportació del jove físic alemany Werner Heisenberg va suposar una fita en el desenvolupament de la mecànica quàntica moderna. En 1925 va publicar un article que s'allunyava considerablement de la física clàssica. En ella, va proposar una “mecànica quàntica” que es basava en quantitats observables, com l'energia i les amplituds de transició, deixant de costat conceptes inobservables com les òrbites d'electrons. Si bé en un primer moment va triar aquest enfocament per raons pràctiques, aviat va suposar un canvi radical en la manera d'entendre i explicar els fenòmens atòmics. Aquest treball és el que han triat les Nacions Unides per a posar una data al naixement de la mecànica quàntica.
Van seguir les aportacions de Schrödinger, Bohr, Jordan, Born, etc., i per a 1927 ja estava formada la teoria de la mecànica quàntica. L'anomenada interpretació de Copenhaguen va ser la que va prevaler per a entendre aquesta nova teoria. El principi fonamental d'aquesta interpretació és que la mecànica quàntica només dona probabilitats de trobar partícules en determinades situacions o posicions. És més, en realitzar el mesurament, l'observador modifica i determina l'estat o posició de la partícula, per la qual cosa la nostra capacitat d'aflorar el que succeeix dins de l'àtom està totalment limitada.
És clar que aquesta interpretació té profundes implicacions filosòfiques i, encara que va tenir èxit per a explicar un ampli ventall de fenòmens, també va suscitar violents debats entre els físics. En el món de la mecànica quàntica predominen la probabilitat, la incertesa i el paper de l'observador, la qual cosa necessàriament va suposar un canvi profund de pensament. També per als creadors de la mecànica quàntica va ser un repte enorme acceptar i interioritzar aquests nous conceptes.
Malgrat les controvèrsies filosòfiques, la mecànica quàntica va avançar ràpidament, resolent cada vegada més problemes pràctics. Va aportar noves visions sobre la naturalesa de l'enllaç químic, va explicar la desintegració radioactiva i va revolucionar la comprensió del comportament dels electrons en els sòlids, la qual cosa va suposar avanços en la ciència dels materials i en l'electrònica.
De cara al futur, la mecànica quàntica tindrà una gran importància per a donar resposta als pròxims reptes. En la computació quàntica, per exemple, els investigadors estan construint ordinadors capaços de resoldre problemes que no es poden resoldre amb ordinadors clàssics, aprofitant els principis de superposició i d'enredamiento. En física bàsica també s'estan estudiant els misteris més profunds de l'univers, abordant la naturalesa de la matèria i de l'energia fosca. El temps ens dirà si s'aconsegueix desenvolupar una teoria que conjumini la mecànica quàntica i la relativitat general.
Cent anys després, avui podem dir que la mecànica quàntica és el pilar fonamental de la ciència moderna. Més enllà del món concret i microscòpic dels científics, la mecànica quàntica convida a tots a qüestionar-nos el que observem en el nostre dia a dia i a proposar una manera completament diferent d'entendre la realitat.
