La física cuántica es fácil

Aquí os dejo otro interesante post publicado en el blog de un colega físico llamado “la bella teoría”, del cual tenéis un link en la columna de la derecha, algo más abajo.

Newton siempre creyó que la luz estaba formada por pequeñas partículas que chocaban y rebotaban como pelotas. Más tarde se constató su naturaleza ondulatoria, y cuando aquella idea llevaba muchos años descartada, Max Planck, a principios del siglo XX, descubrió el cuanto de energía que le devolvía parte de la razón a Newton.La existencia del cuanto de energía implica que la luz está formada por paquetes de energía, llamados fotones, cuyo valor es igual al producto de su frecuencia (el color depende de ella) por una constante universal llamada cuanto de acción ( h ), se dice por eso que la energía está cuantificada. Este hecho, aparentemente, intrascendente ha sido el causante de una verdadera revolución en la física, y ha dado lugar a infinidad de aplicaciones prácticas que inundan nuestra vida cotidiana. Para hacernos una idea, basta decir que los transistores ( los circuitos impresos) que forman todos nuestros aparatos electrónicos funcionan según las leyes de la física cuántica.El cuanto de acción (h) supone la mínima parte de acción posible, entendiéndose por acción el producto de una energía por un tiempo. Ser la mínima parte implica que cualquier aumento o disminución de acción debe ser un número entero de veces el valor de h, pues sólo este tipo de variaciones son estables. Sin embargo, las variaciones inestables, no duraderas, tienen una implicación directa en el llamado principio de incertidumbre o de indeterminación, descubierto por Heisenberg. Son las llamadas fluctuaciones cuánticas del vacío, que impiden que la energía del vacío sea cero.Estas fluctuaciones hacen que el vacío pierda la teórica estabilidad que se le suponía y afectan a todas las mediciones que se intenten realizar introduciendo un factor de distorsión independiente de la sensibilidad del instrumento de medición. Afortunadamente, dependen del inverso de la distancia, lo que afecta considerablemente a las pequeñas distancias, pero no influye en las distancias cotidianas que manejamos.La doble naturaleza ondulatoria y corpuscular de la luz, hizo pensar al físico francés Louis de Broglie que el resto de partículas podían disfrutar de esa cualidad y estableció que cualquier partícula lleva asociada una onda de longitud igual al cuanto de acción dividido por su masa y por su velocidad ( cualquier objeto macroscópico también tiene su onda asociada, pero debido al valor tan pequeño del cuanto de acción su efecto es despreciable).La mera existencia del cuanto de acción ( h), vemos que introduce una serie de aspectos sorprendentes: dualidad onda-partícula, indeterminación, cuantificación de la energía… sin embargo, como el valor de dicho cuanto es muy pequeño, estos aspectos sólo se hacen patentes en las distancias muy pequeñas, del orden de la escala atómica y menor, de ahí que se escapen a nuestra experiencia habitual y sorprendan a nuestro sentido común.



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