Cuando en 1900 Marx Planck, se cuestionó por qué los objetos cambiaban de color con la temperatura, dio inicio a la Mecánica cuántica. En el siglo XIX, Isaac Newton utilizando fórmulas matemáticas logró describir el movimiento de los planetas alrededor del Sol y James Maxwell sintetizó brillantemente, en unas pocas ecuaciones matemáticas, las relaciones entre electricidad y magnetismo, estudiadas por Oersted, Faraday, Coulomb, Volta y Ampere y las representó mediante un espectro de ondas electromagnéticas, entre las que incluyó a la luz visible. El poder de las Matemáticas mostró un mundo predecible. La detección de las ondas por Hertz, confirmó la Teoría Electromagnética y su aplicación, en la primera mitad del siglo XX, posibilitó la invención del telégrafo, radio, teléfono, cinematografía, transformando la vida de los seres humanos y mostrando que vivimos inmersos en espacios atravesados por infinidad de ondas electromagnéticas.
Los estudios de Planck, gestaron otra revolución científica al descubrir que la física de Newton y Maxwell (ó clásica), no lograba explicar lo que ocurría cuando los objetos se calentaban. Mediante un artificio matemático (una Constante que lleva su nombre), obtuvo resultados compatibles con la realidad. Albert Einstein dedujo, entonces, que la luz, además de ser una onda continua, a veces se comporta como partículas, dualidad que le permite desplazarse en pedacitos, en trozos, en cuantos llamados fotones. Así logró explicar el efecto fotoeléctrico producido cuando una radiación electromagnética interactúa con la materia, con emisión de energía. Para la física clásica, debía ser infinita, pero la realidad demostraba lo contrario. La explicación, le valió el Premio Nobel en 1921.
Bohr introdujo estos conceptos cuánticos al átomo de Hidrógeno. En el modelo atómico de Rutherford los electrones giraban como los planetas alrededor del Sol pero Bohr dijo que podían dar saltos interorbitales, ganando o perdiendo energía. De Broglie fue más allá y dijo que siendo los electrones partículas, también deberían comportarse como ondas. O sea la dualidad descubierta para la luz, la aplicó a la materia. Numerosos científicos fueron aportando conocimientos y Schrödinger en 1926, los plasmó, matemáticamente, en una ecuación de onda para la materia, tal como Maxwell lo había hecho para las ondas electromagnéticas. Esta concepción ondulatoria de la materia y la posterior interpretación probabilística de Max Born, afianzaron la Teoría Cuántica. Las aplicaciones tecnológicas dieron inicio a la Electrónica con el diseño de transistores, microprocesadores, láseres y el impresionante campo de la computación.
La teoría dio respuestas respecto a la comprensión de la materia pero, a su vez, generó infinidad de preguntas y controversias. Y es que en la Física clásica, la posición y velocidad de una partícula se puede predecir, cosa que no ocurre en la Física cuántica. La oscilación de los electrones de los átomos de la materia, los hace estar en muchas posiciones al mismo tiempo, y recién cuando se los mide se define su posición. Antes sólo existen probabilidades. El fenómeno se llama ‘Superposición Cuántica+ y es un desafío a la idea clásica de la realidad. Einstein descreyó de estas realidades simultáneas y emitió su célebre frase: ‘Dios no juega a los dados+. Convencido de que la teoría estaba incompleta, durante 20 años buscó esas variables ocultas, que producían ‘inquietantes acciones a distancia+. Según la teoría, cuando dos partículas entrelazadas se separan, aunque sea por años luz, al medir una de ellas se tiene la medida de la otra. Las partículas siguen comportándose como si fueran un solo objeto. Se asemejan a una pareja que baila sincrónicamente, alejadas y sin verse. Tal rareza, fue discutida durante décadas, hasta que Bell, en 1964 demostró que tales predicciones cuánticas eran ciertas.
Esta unión tan fuerte entre partículas, es la más grande que se conoce en Física y se llama ‘Entrelazamiento cuántico+. Ante tales evidencias, Stephen Hawkins dijo: ‘Einstein nunca comprendió que Dios… puede jugar a los dados+.
El carácter cuántico de la materia, se manifiesta en sistemas aislados y se pierde o colapsa cuando interactúa el entorno (medio ambiente, polvo, magnetismo). Ese colapso se denomina decoherencia cuántica y marca la transición del mundo cuántico indeterminado de la intimidad de la materia, al mundo determinado del Universo. Se intenta controlar la decoherencia para fabricar hardware autoestables y, mediante bits cuánticos realizar tareas imposibles para un ordenador convencional como crear códigos criptográficos indescifrables. Además la capacidad cuántica del cerebro, hoy demostrada en los microtúbulos neuronales, podría extenderse a moléculas más grandes. Merced a la Superposición y Entrelazamiento cuántico, difícil es decir hasta donde se llegará con la Teoría Cuántica. Suposiciones hay muchas. Creíbles, sólo las que la Ciencia va desentrañando.
