Introducción a la Mecánica Cuántica

 

25 de Enero 2020, Jesús Díaz

 

Al encontrarme con personas interesadas en el campo de la ciencia, en particular física cuántica, me he decidido a escribir una introducción. El objetivo es llegar al público en general y no suponiendo que el lector posee preparación científica adecuada. El lector debe juzgar por si mismo si esta introducción le ha sido o no de utilidad. Por tanto, he evitado el aparato matemático, aunque más adelante escribiré un apéndice correspondiente a los conceptos tratados. Espero que disfrutéis casi tanto como yo al escribir estas páginas.

 

 

Nota:

Soy consciente que escribir un texto divulgativo requiere un vocabulario más familiar y descriptivo que un artículo científico. El presente tiene como objetivo fijar las ideas de los conceptos clave para un primer contacto con el lector dejando pendiente una elaboración más exhaustiva. Dicho esto intentaré tener la mayor claridad que me sea posible y estoy seguro de que al tiempo de escribir aprenderé junto al lector a profundizar en la materia.

Como vamos a hablar de leyes fundamentales de la naturaleza, me gusta recordar a Laplace, pues él suponía que había leyes similares gobernando todos los fenómenos, incluido el comportamiento humano. Vemos que Einstein se subiría al mismo barco del determinismo. Voy a partir del momento en el cual los científicos comienzan a tener suficientes herramientas para abordar el estudio ya formal del descubrimiento del electrón, ¿Pero qué es un electrón? Nos interesa todo aquello relacionado con los átomos, nosotros vamos a optar por preguntarnos qué es un átomo y cuál es su estructura.

A los filósofos griegos les intrigaba el comportamiento de la materia, si esta podía dividirse infinitamente en partes cada vez más minúsculas o si por el contrario era finita, si había una partícula última. Después de aproximadamente veinticinco siglos, aunque hemos avanzado muchísimo no tenemos todavía una respuesta definitiva.

Por tanto estamos hablando de una misma cosa, la naturaleza de la realidad. Lo cierto es que las concepciones filosóficas de los científicos han tenido un papel destacado en el desarrollo de dichas teorías, con el propósito de comprender la naturaleza del espacio y el tiempo. No pretendo expandirme en este punto pero si creo conveniente recordar el punto de vista que adoptaron los padres de la mecánica cuántica.

Son numerosas y de distinto carácter las implicaciones de la teoría cuántica, pues el avance o desarrollo de dichas teorías puede cambiar nuestra interpretación de la realidad, implicaciones que pueden llegar a comprometer cuestiones tanto políticas como religiosas.

Pues bien, sabemos que los creadores de la mecánica cuántica fueron principalmente Niels Bohr, Werner Heisenberg,Arnold Sommerfeld, Charles T.R. Wilson, Pieter Zeeman, Johannes Stark, Wolfgang Pauli, Samuel Goudsmit, George E. Uhlenbeck, Louis-Victor De Broglie, Max Planck, Albert Einstein, Paul Dirac, Erwin Schrödinger, Max Born. (Siento tener que omitir muchísimos más.)

Como decíamos los padres de la mecánica cuántica llegaron a concebir dos puntos de vista filosóficos creándose dos bandos opuestos. Niels Bohr y Werner Heisenberg opinaban o mejor dicho tenían la creencia de que la cuántica es una teoría completa, argumentando que no es susceptible de modificaciones posteriores. En cambio y de forma casi opuesta, De Broglie, Planck y Einstein (Dios no juega a los dados surge de estas reflexiones) pensaban que el método de usar probabilidades en el comportamiento cuántico no tiene porque ser definitivo, deben existir otras leyes en el mundo subatómico que por el momento se desconocen, concretamente se planteaban unas variables ocultas, pero lo dejaremos por el momento en este punto.

Es más, desde entonces sigue abierto el debate, pues hay científicos que consideran que la mecánica cuántica no es suficientemente consistente desde el punto de vista matemático.

(Continuará, espero vuestras opiniones)