Max Planck, el Mesías de la física cuántica

Si los físicos escribieran la historia, ahora estaríamos en el segundo siglo de nuestra era, concretamente en el año 116 de Planck, el físico alemán que cambió nuestra visión del mundo al poner la primera piedra de la teoría cuántica en el año 1900 (de la era cristiana.) E increíblemente, algunos de sus profesores le habían recomendado que se dedicara a las matemáticas, ya que la física no tenía futuro.

Cuando Max Planck (1858-1947) entró en la universidad, parecía que en el campo de la física ya estaba todo descubierto. A finales del siglo XIX los físicos entendían muy bien el movimiento, la materia, la energía, el calor, el electromagnetismo y la luz cuando se consideraban por separado, pero no estaba tan claro cómo se relacionaban entre sí. Por ejemplo, los físicos tenían problemas para explicar el modo en que los cuerpos calientes irradian energía.

Aunque el cuerpo humano emite radiación infrarroja, no está tan caliente como para emitir luz visible; sin embargo, el Sol o un clavo al rojo vivo sí lo están. Si la uña se calienta aún más, su luz será predominantemente naranja, amarilla, verde, azul y violeta. Esta observación no podía encajar con ninguna fórmula construida según las reglas de la física clásica, por lo que, a los 42 años, Planck decidió saltarse estas reglas y se sacó de la manga un número fijo que contenía 34 ceros, que introdujo entre las incógnitas de sus ecuaciones. Al principio, utilizó este diminuto número sólo porque le permitía resolver el problema, pero meses después se dio cuenta de lo que significaba. Había descubierto que la radiación no era un flujo constante de energía, sino que la energía se irradia y se absorbe en pequeñas porciones indivisibles, a las que llamó cuantos. Aquello sonaba tan ridículo como si alguien que pulsara una tecla en un teclado de órgano escuchara un sonido intermitente y entrecortado

Planck era un buen músico. Los conciertos que daba en su casa de Berlín servían de apacible punto de encuentro para científicos, teólogos, filósofos y lingüistas consagrados. Poner este mundo intelectual patas arriba era lo más alejado de su mente; de hecho, Planck fue el primero en desconfiar de su teoría cuántica e intentó por todos los medios deshacerse de ese diminuto número (y de sus revolucionarias implicaciones), que ahora llamamos constante de Planck. Pero fracasó y su teoría cambió la física para siempre, por lo que recibió el Premio Nobel en 1918. Tampoco pudo evitar que los nazis, que llegaron al poder en los años 30, controlaran y utilizaran para sus intereses belicosos la Sociedad Alemana de Ciencias, organización presidida por Planck. Por eso dimitió. Aguantó viviendo en Alemania hasta el final de la Segunda Guerra Mundial, a pesar de perder todos sus apuntes científicos en un bombardeo y de ser ejecutado su hijo, acusado de conspirar para asesinar a Hitler.

A pesar de algunas resistencias iniciales, primero Einstein y luego muchos otros científicos adoptaron las ideas cuánticas de Planck para explicar que las ondas de luz se comportan a veces como una corriente de partículas, y que los electrones que giran alrededor de los átomos son simultáneamente partículas y ondas; o para descubrir que hay más formas de producir luz que quemando algo o calentando un metal. Los beneficios fueron enormes: tubos fluorescentes, láseres, electrónica…

Gracias a Planck y su teoría cuántica, la física podía aplicarse ahora a lo infinitamente pequeño, pero a cambio se convertía en algo más allá de nuestra imaginación; un electrón ocupa todos los puntos de su órbita simultáneamente, puede saltar a otra órbita sin pasar por ningún punto intermedio y su trayectoria es impredecible, a diferencia de la de un objeto en movimiento, como una bala. Al menos la física clásica siguió siendo útil para las cosas que podemos ver con nuestros propios ojos. Como dijo Niels Bohr, el primero en utilizar la teoría cuántica para describir el átomo, es famoso: «Si nada de esto le parece chocante, es que no lo ha entendido.

Por Francisco Doménech para Ventana al Conocimiento

@fucolin