Pilar básico de la ciencia moderna
2025/03/01 Rezabal Astigarraga, Elixabete - EHUko Kimika Teorikoko taldekidea Iturria: Elhuyar aldizkaria
En el último siglo, la mecánica cuántica ha transformado profundamente nuestra forma de entender nuestro entorno. La Física clásica, nacida como un intento de responder a las dificultades que presentaba el fenómeno atómico, floreció inmediatamente y creó un sofisticado marco teórico que regula el comportamiento de la materia y de la energía. La aportación del joven físico alemán Werner Heisenberg supuso un hito en el desarrollo de la mecánica cuántica moderna. En 1925 publicó un artículo que se alejaba considerablemente de la física clásica. En ella, propuso una “mecánica cuántica” que se basaba en cantidades observables, como la energía y las amplitudes de transición, dejando de lado conceptos inobservables como las órbitas de electrones. Si bien en un primer momento eligió este enfoque por razones prácticas, pronto supuso un cambio radical en la manera de entender y explicar los fenómenos atómicos. Este trabajo es el que han elegido las Naciones Unidas para poner una fecha al nacimiento de la mecánica cuántica.
Siguieron las aportaciones de Schrödinger, Bohr, Jordan, Born, etc., y para 1927 ya estaba formada la teoría de la mecánica cuántica. La llamada interpretación de Copenhague fue la que prevaleció para entender esta nueva teoría. El principio fundamental de esta interpretación es que la mecánica cuántica solo da probabilidades de encontrar partículas en determinadas situaciones o posiciones. Es más, al realizar la medición, el observador modifica y determina el estado o posición de la partícula, por lo que nuestra capacidad de aflorar lo que sucede dentro del átomo está totalmente limitada.
Está claro que esta interpretación tiene profundas implicaciones filosóficas y, aunque tuvo éxito para explicar un amplio abanico de fenómenos, también suscitó violentos debates entre los físicos. En el mundo de la mecánica cuántica predominan la probabilidad, la incertidumbre y el papel del observador, lo que necesariamente supuso un cambio profundo de pensamiento. También para los creadores de la mecánica cuántica fue un reto enorme aceptar e interiorizar estos nuevos conceptos.
A pesar de las controversias filosóficas, la mecánica cuántica avanzó rápidamente, resolviendo cada vez más problemas prácticos. Aportó nuevas visiones sobre la naturaleza del enlace químico, explicó la desintegración radioactiva y revolucionó la comprensión del comportamiento de los electrones en los sólidos, lo que supuso avances en la ciencia de los materiales y en la
electrónica.
De cara al futuro, la mecánica cuántica va a tener una gran importancia para dar respuesta a los próximos retos. En la computación cuántica, por ejemplo, los investigadores están construyendo ordenadores capaces de resolver problemas que no se pueden resolver con ordenadores clásicos, aprovechando los principios de superposición y de enredamiento. En física básica también se están estudiando los misterios más profundos del universo, abordando la naturaleza de la materia y de la energía oscura. El tiempo nos dirá si se consigue desarrollar una teoría que aúne la mecánica cuántica y la relatividad general.
Cien años después, hoy podemos decir que la mecánica cuántica es el pilar fundamental de la ciencia moderna. Más allá del mundo concreto y microscópico de los científicos, la mecánica cuántica invita a todos a cuestionarnos lo que observamos en nuestro día a día y a proponer una manera completamente diferente de entender la realidad.
