El mundo cuántico, otra vez

Estamos tan habituados a leer que la ciencia española desde 1939 hasta 1978 fue un erial que nos tienta pensar que antes se hallaba en la misma situación; erramos. Durante el primer tercio del siglo XX la escuela española de histología se codeaba con las mejores del mundo y ahí está el Nobel de Santiago Ramón y Cajal para demostrarlo. No sólo avanzaron las ciencias biológicas, en el año 1923 José Ortega y Gasset acompañó a Albert Einstein a visitar Toledo y, en 1934, Erwin Schrödinger, uno de los forjadores de la mecánica cuántica, estuvo en la Universidad de Santiago de Compostela. Sobre los descubrimientos de éste físico me instruía, cuando tropecé con “El enigma cuántico”, un libro escrito por Bruce Rosenblum y Fred Kuttner, que he leído con admiración porque la teoría cuántica nunca acaba de sorprenderme.

La mecánica cuántica, el conjunto de leyes físicas que suele manifestarse sólo en la escala atómica, rige el comportamiento de la materia. Por eso tiene singular importancia, para entender la teoría, mostrar los escasos comportamientos cuánticos macroscópicos. El entendido lector sabrá que la temperatura es la manera macroscópica de referirnos a la energía cinética media de las partículas de una sustancia. Al enfriar algo, se reduce la energía de sus moléculas componentes; y si la temperatura baja lo suficiente, las moléculas carecen de la energía para vencer las fuerzas de atracción que pretenden juntarlas, pierden movilidad y quedan confinadas en posiciones fijas: la sustancia se ha solidificado. ¿Sucede lo mismo con todas las sustancias al enfriarlas? No, el helio constituye la única excepción. El hecho de que el helio no solidifique es quizás la forma más simple de manifestar las leyes de la mecánica cuántica. En el helio líquido, por baja que sea la temperatura, los átomos conservan la energía suficiente para vencer las débiles fuerzas interatómicas de atracción. Esto contradice las leyes de la física clásica que presuponen que, en el cero absoluto de temperatura (menos doscientos setenta y tres grados centígrados), la energía de los átomos es cero; o lo que es lo mismo, que los átomos permanecen inmóviles en posiciones fijas. En cambio, la mecánica cuántica afirma que es imposible que algún átomo pueda estar perfectamente localizado y tener energía nula; incluso en el cero los átomos conservan cierta energía que les impide permanecer completamente quietos. En conclusión, se necesitan altas presiones, además de bajas temperaturas, para que el helio solidifique. ¡Qué le vamos a hacer!