La física cuántica es “uno de los grandes monumentos de la historia de la humanidad”, afirma el físico e historiador de la ciencia gachupin José Manuel Sánchez Ron.

Puede sonar raro gritar “monumento” a una rama de la ciencia que estudia la materia a escalera microscópica, es sostener, el comportamiento de los electrones, los fotones y otras partículas subatómicas.

Pero aunque Sánchez Ron reconoce que se alcahuetería de “una creación que no es de piedra ni de ningún material sólido de esos que se pueden tocar”, está convencido de que “durará mucho más que cualquiera de ellos”.

Por lo pronto, han pasado 100 primaveras desde que se publicó el estudio comprobado que desató la revolución de la física cuántica, una teoría que todavía sigue transformando ámbitos tan dispares como la medicina, la seguridad doméstico y las telecomunicaciones.

“Cambió cómo vivimos, cómo trabajamos, cómo nos relacionamos y nos comunicamos. En ese sentido, la mecánica cuántica tiene una importancia descomunal, veterano que ninguna otra teoría de las que conocemos”, afirma Sánchez Ron a BBC Mundo.

“Otro hijo menos bienvenido de la física cuántica son las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki”, agrega para destacar cómo influyó —e influye— poderosamente en la política internacional.

Incluso transformó nuestro propio sentido de la ingenuidad, ya que es una teoría que desafía la intuición. “Creo que puedo sostener con seguridad que nadie entiende la mecánica cuántica”, declaró en 1964 el físico Richard Feynman en una de sus célebres conferencias.

Ciertamente por eso Unesco está celebrando el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas con decenas de eventos a lo prolongado del mundo para marcar un siglo de su creación.

“Poco con este nivel de impacto necesita la atención de políticos, científicos y del notorio en genérico”, explica a BBC Mundo Amal Kasry, jefa del dominio de Ciencias Básicas de Unesco.

Por eso, para adivinar este artículo sobre el origen de la física cuántica el consejo es el mismo que Feynman dio en aquellas conferencias: “Simplemente relájense y disfruten”.

El bisoño talento

El 29 de julio de 1925 la revista alemana especializada en física Zeitschrift für Physik recibió un artículo que sacudiría la física al ser publicado unos meses a posteriori.

Su autor era un ario de 23 primaveras llamado Werner Heisenberg.

Esa nubilidad, allí de una desventaja, fue una de sus fortalezas, ya que le permitió cuestionar los paradigmas vigentes creados por físicos de la talla de Albert Einstein, Niels Bohr y Arnold Sommerfeld.

Isaac Newton llevaba más de 180 primaveras muerto cuando Einstein tiró debajo su teoría de la formalidad. Heisenberg, en cambio, fue discípulo de Sommerfeld, colaborador de Bohr y mantuvo varios debates con Einstein a lo prolongado de los primaveras, el único de los tres que nunca aceptó la teoría cuántica.

Según Sánchez Ron, “apartado de talento, bisoño y con una exquisita formación, se podría sostener que Heisenberg estuvo en el sitio adecuado en el momento adecuado”. Otros autores lo describen además como angurriento, chirigotero y apaño del senderismo.

“Heisenberg logró reunir un gran conjunto de observaciones, de datos, de incógnitas que se habían venido acumulando con singular fuerza a partir de 1900″, explica el normativo gachupin que este año publicó la trilogía “Historia de la física cuántica” con motivo del centenario.

De hecho, el primer masa albarca el periodo fundacional de esta teoría y va de 1860 a 1924. El segundo tomo comienza con el artículo de 1925, donde Heisenberg “desarrolló la primera forma satisfactoria de mecánica cuántica”.

Pero antiguamente, tuvo que enfermarse.

Una teoría “loca”

Durante primaveras, lo que podría llamarse la “vieja teoría cuántica” fue avanzando y, a la vez, arrastrando problemas e incongruencias.

Tal es así que en 1923 el físico y matemático Max Born escribió: “Es cada vez más probable que no solo se necesiten nuevas hipótesis, sino que todo el sistema de conceptos de la física tenga que reconstruirse desde cero”.

Fue en ese mismo año que Heisenberg se incorporó como asistente de Born en la Universidad de Gotinga, Alemania.

Allí el bisoño descubrió lo que desataría su insigne artículo de 1925: existían problemas en las órbitas usadas para explicar el movimiento de los electrones en el llamado maniquí atómico de Bohr-Sommerfeld.

Unos meses a posteriori de ascender a Gotinga, Heisenberg se fue un semestre a Copenhague, Dinamarca, a trabajar evidentemente con Bohr.

“El intensidad en Gotinga estaba más en el costado matemático, en el costado formal, mientras que en Copenhague estaba más en el costado, yo diría, filosófico”, explicaría primaveras a posteriori Heisenberg.

Esa combinación de influencias fue crucial para ayudarlo a pensar una teoría “loca”, como él mismo la llamó.

En un artículo de la revista Nature sobre el centenario de la física cuántica, el historiador de la ciencia Kristian Camilleri cuenta que Heisenberg “experimentó con todo tipo de ideas hasta encontrar una que funcionara: un enfoque muy adecuado para un período de tanta agitación conceptual”.

En mayo de 1925 Heisenberg sufrió un válido ataque de repulsa y se retiró a la isla de Heligoland, en Alemania, para curarse “con los aires de mar”, según su diario.

“Excepto de los paseos diarios —escribió el físico— no hubo ocasión externa alguna que me pudiera apartar de trabajar en mi problema y así avancé más rápidamente de lo que me hubiera sido posible en Gotinga”.

Heisenberg contra Einstein

“En sitio de construir un maniquí atómico basado en la idea de que los electrones se mueven a lo prolongado de órbitas correctamente definidas de forma aproximadamente clásica, Heisenberg decidió desarrollar una teoría innovadora del movimiento, una ‘mecánica cuántica’, en la que los electrones ya no podían considerarse partículas que se mueven a lo prolongado de trayectorias continuas”, cuenta Camilleri.

El propio Heisenberg reconoció en una carta de principios de julio de 1925 que todos sus “miserables esfuerzos” estaban depositados en “eliminar por completo el concepto de órbitas, que, de todos modos, no se pueden observar”.

Tal como había hecho Einstein en su nubilidad, Heisenberg partió de la saco de que “las teorías debían evitar cualquier concepto que no pudiera ser observado, medido o verificado”, escribe el periodista Walter Isaacson en la acontecimientos “Einstein”.

Sin incautación, su referente fue además su veterano detractor. Isaacson reproduce en el volumen el subsiguiente diálogo del primer discusión de Heisenberg y Einstein, ocurrido en 1926:

—No podemos observar las órbitas de los electrones internamente del átomo —dijo Heisenberg—. Una buena teoría debe demostrar en magnitudes directamente observables.

—Pero ¿no creerá usted en serio que solo las magnitudes observables deben formar parte de una teoría física? —protestó Einstein.

—¿No es precisamente lo que usted ha hecho con la relatividad? —preguntó Heisenberg, no sin cierta sorpresa.

—Posiblemente empleé esa clase de razonamiento —admitió Einstein—, pero aún así es un sinsentido.

Luego incluso diría que “un buen chiste no debe repetirse demasiado”.

Le gustara a Einstein o no, ya era demasiado tarde: la revolución había llegado para quedarse.

La “avalancha” cuántica

“La presteza con la que la mecánica cuántica se desarrolló es sorprendente”, escribe Camilleri.

El historiador de la ciencia cuenta que “la avalancha de artículos” que se desató “dejó a muchos físicos con dificultades para mantenerse al día con los últimos avances”: “Al punto que cualquiera comprendía una nueva técnica o formulación de la mecánica cuántica, aparecía otra”.

Incluso cuenta que existen varios ejemplos de físicos que presentaban artículos a revistas científicas y recién entonces se enteraban de que cualquiera más había descubierto exactamente lo mismo y lo había publicado poco antiguamente.

Según sus cálculos, se publicaron casi 200 artículos sobre la temática entre julio de 1925 y marzo de 1927, cuando Heisenberg publicó su principio de incertidumbre en un artículo que además fue crucial para la física cuántica y que para Camilleri “redondeó su explicación”.

Para Heisenberg, en cambio, “oficialmente la culminación de la teoría cuántica” ocurrió unos meses a posteriori, en octubre de 1927, durante el V Congreso Solvay de física en Bruselas.

Fue allí donde Einstein y Bohr tuvieron su maravilloso debate acerca de si Todopoderoso juega (o no) con los dados y donde se tomó la icónica imagen que reúne a sus 29 asistentes, usualmente apodada la fotografía más inteligente de la historia. No en vano más de la fracción de las personas retratadas ya habían obtenido o terminarían recibiendo el premio Nobel.

Entre los 29 solo hay una mujer, Marie Curie, y aunque mucho ha cambiado desde entonces, la brecha de tipo es uno de los grandes desafíos de la física cuántica hoy, dice Kasry.

“El 79% de las empresas cuánticas no tienen mujeres en posiciones de liderazgo y solo 1 de cada 54 solicitantes de empleo en el sector cuántico es mujer”, afirma un reporte publicado este año por Unesco.

El otro desafío es “la brecha, la enorme brecha que existe entre el septentrión y el sur respecto a la tecnología cuántica”, afirma Kasry. Incluso, agrega, “solo unos pocos países han desarrollado estrategias concretas” para chocar la temática.

Aquellos frenéticos meses ocurridos hace un siglo impactan hoy en nuestras vidas y lo seguirán haciendo, ya que la física cuántica es aún una de las áreas científicas más efervescentes.

Por eso, aunque “nadie entiende la mecánica cuántica”, quizás este artículo al menos ayude a valorarla.