El redecillano Doctor en Física, José Daniel acaba de publicar el siguiente artículo
sobre la física cuántica en nuestras vidas
en The Conversation, la web de divulgación científica más actual y visitada,
que reproduzco a continuación:
La proclamación de 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuántica por parte de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) marca un momento crucial en la historia de la humanidad. Esta conmemoración celebra el centenario de los avances iniciales en la mecánica cuántica y subraya su importancia para el futuro de la ciencia, la tecnología y la sociedad.
Investigador, Divulgador y Profesor en Física,
Universidad de La Rioja, y Redecillano
La física cuántica entra de lleno en nuestras vidas
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La revolución de la Física
La mecánica cuántica es una de las teorías más revolucionarias de la física. Su desarrollo a principios del siglo XX transformó nuestra comprensión del universo al revelar un mundo microscópico completamente diferente al que percibimos con nuestros sentidos.
Este año especial no solo rinde homenaje a los gigantes intelectuales que dieron forma a esta rama de la ciencia, como Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger y Paul Dirac, sino que también destaca el impacto que la mecánica cuántica sigue teniendo en nuestra vida cotidiana.
El inicio de la mecánica cuántica se remonta al año 1900, cuando Max Planck propuso la idea de los “cuantos” para explicar la radiación del cuerpo negro. Este concepto introdujo la idea de que la energía no fluye de manera continua, sino en pequeños paquetes discretos llamados “cuantos”.
Planck no sospechaba que su descubrimiento abriría la puerta a una nueva era en la física, pero sus ideas sentaron las bases para el trabajo de otros científicos que revolucionarían la comprensión de la naturaleza.
El fundamento de Einstein
Uno de los pasos fundamentales en esta revolución fue el trabajo de Albert Einstein, quien en 1905 utilizó el concepto de “cuantos” para explicar el efecto fotoeléctrico, lo que le valió el Premio Nobel en 1921. Einstein demostró que la luz podía comportarse tanto como onda como partícula, desafiando las ideas tradicionales sobre la naturaleza de la luz.
En las décadas siguientes, científicos como Niels Bohr, Werner Heisenberg y Erwin Schrödinger desarrollaron modelos y teorías que explicaban el comportamiento de los átomos y las partículas subatómicas. Por ejemplo, Bohr propuso un modelo del átomo que mostraba cómo los electrones ocupan niveles de energía específicos. Schrödinger, por su parte, introdujo su famosa ecuación de onda, que describe cómo evolucionan los sistemas cuánticos en el tiempo.
Lejos de lo intuitivo
Un aspecto fascinante de esta disciplina es cómo desafía nuestra intuición. Por ejemplo, el principio de incertidumbre de Heisenberg establece que no podemos conocer con precisión tanto la posición como el momento (masa por velocidad) de una partícula al mismo tiempo. Este concepto pone en jaque la noción de determinismo clásico y nos obliga a aceptar que el mundo subatómico es, en esencia, probabilístico.
Uno de los puntos culminantes del desarrollo de la mecánica cuántica fue el debate entre Einstein y Bohr sobre la naturaleza de la realidad. Einstein, profundamente influido por su creencia en un universo ordenado y determinista, expresó su famosa frase: “Dios no juega a los dados”. Él argumentaba que la mecánica cuántica estaba incompleta y que debía existir una teoría más fundamental que explicara las aparentes probabilidades del mundo cuántico.
Por otro lado, Bohr defendía que la mecánica cuántica no solo era correcta, sino que también exigía un cambio en nuestra percepción de la realidad. Según Bohr, las partículas subatómicas no tienen propiedades definidas hasta que son medidas, lo que significa que el acto de observar influye en el resultado. Este debate, descrito brillantemente en el libro Quántum: Einstein, Bohr y el gran debate sobre la naturaleza de la realidad, de Manjit Kumar, continúa siendo una fuente de inspiración para científicos y filósofos por igual.
Más de 100 años después
La mecánica cuántica sigue siendo una de las áreas más activas y emocionantes de la investigación científica. Tecnologías como los láseres, los microprocesadores y los sistemas de telecomunicación modernos no serían posibles sin los principios cuánticos. Pero el impacto de esta disciplina no se detiene ahí. Actualmente, estamos entrando en una nueva era conocida como la segunda revolución cuántica, que promete transformar campos como la computación, la criptografía y la medicina.
Por ejemplo, los ordenadores cuánticos están comenzando a resolver problemas que serían imposibles de abordar con ordenadores clásicos. Estos dispositivos aprovechan fenómenos como la superposición y el entrelazamiento cuántico para realizar cálculos mucho más rápidos y eficientes. De manera similar, la criptografía cuántica promete comunicaciones ultraseguras al utilizar las leyes de la física para proteger la información.
Además, la combinación de la mecánica cuántica con las energías renovables podría desempeñar un papel clave en la lucha contra el cambio climático. La tecnología cuántica puede optimizar sistemas de generación de energía, como las células solares, y mejorar la eficiencia de las redes eléctricas inteligentes.
Por un futuro mejor
El Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuántica no solo es una oportunidad para reflexionar sobre los avances científicos del pasado, sino también para inspirar a las generaciones futuras. Es un recordatorio de cómo la curiosidad y el ingenio humano pueden superar barreras aparentemente insuperables y transformar nuestra comprensión del universo.
Este hito también es una invitación a todos los países para invertir en investigación y educación en ciencia cuántica. La mecánica cuántica no solo es un tema de interés académico: tiene implicaciones profundas para el desarrollo económico, la seguridad y el bienestar global.
En conclusión, la proclamación de 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuántica nos invita a celebrar el genio de científicos como Planck, Einstein, Bohr y muchos otros, al mismo tiempo que miramos hacia el futuro con esperanza. La mecánica cuántica no solo ha cambiado nuestra forma de entender el mundo, sino que también tiene el potencial de moldear un mañana más sostenible, seguro y conectado.
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