La ciencia cuántica desafía los principios de la física clásica.

Ensenada, Baja California. -Tras la declaratoria de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO, por sus siglas en inglés), a nivel mundial se está celebrando el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas.

Nada más propicio que sumarse a esta conmemoración que leyendo el libro de distribución gratuita Cuentos cuánticos: más allá de la pseudociencia, ya que es un antídoto necesario cuando mercaderes agregan el calificativo “cuántico” a productos y servicios que, sin sustento científico, ofrecen salud, rejuvenecimiento, bienestar, belleza y un largo etcétera de artilugios.

La ciencia cuántica, o mecánica cuántica, es una rama de la física que estudia partículas más pequeñas que el átomo. Partículas subatómicas, como electrones, fotones, bosones y fermiones, forman parte del mundo cuántico que desafía los principios de la física clásica.

El libro Cuentos cuánticos: más allá de la pseudociencia consta de ocho capítulos escritos por diez autores aferrados en desmitificar algunos conceptos complejos, contrastar interpretaciones pseudocientíficas y hablar de la mecánica cuántica y su siglo de avances en el área de la física “desde una perspectiva rigurosamente científica y accesible”.

Con claridad, precisión y amenidad, los autores nos invitan a zambullirnos en el mundo de lo muy pequeño. “La mecánica cuántica desafía nuestra intuición y redefine nuestra comprensión del universo”, se lee y lo comprobamos página tras página.

El libro desmenuza qué es la mecánica cuántica, con qué sí se relaciona y con qué no; nos lleva a viajes en el tiempo; habla del “aura”; detalla aplicaciones tecnológicas, como la computación cuántica, y nos comparte desde conceptos básicos de física hasta “enredos cuánticos” que nos desafían a repensar nuestra realidad.

Cuentos cuánticos no es un libro de texto de teorías y experimentos físicos, sino una aventura lectora que transita de la superficie a las profundidades de saberes acerca del comportamiento de la materia y la energía a escalas subatómicas. El libro incluye ilustraciones e historietas gráficas.

Hacia 1900, el físico alemán Max Planck propuso que la energía no se emitía de manera continua, sino en paquetes discretos o “cuantos”. Así, sentó las bases para el desarrollo de la mecánica cuántica y para entender el mundo de manera diferente a la física clásica de Isaac Newton.

“Newton concebía un mundo determinista y continuo, la mecánica cuántica planteaba una realidad fundamentada en la probabilidad y la discontinuidad”. En la década de 1920, físicos como Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg y Paul Dirac desarrollaron la teoría cuántica en su forma moderna, se lee en el texto que nos lleva por un recorrido de la considerada “mayor revolución científica del siglo XX”, por su impacto científico, tecnológico y filosófico.

En México, a principios del siglo pasado, científicos como Manuel Sandoval Vallarta, Marcos Moshinsky y Leopoldo García Colín fueron pioneros en compartir el conocimiento cuántico en el país y pugnar por su desarrollo que ahora se procura en diversas instituciones, como el CICESE.

Si alguna vez usted se ha preguntado qué es el aura, hay que leer el capítulo tres que nos remonta a civilizaciones antiguas, representaciones arraigadas en el imaginario colectivo como “una luminiscencia corpórea” y esfuerzos de la ciencia por dar explicaciones.

“La ciencia moderna ha logrado explicar, a través de la teórica cuántica, que toda la materia está compuesta de átomos, y estos átomos tienen niveles de energía diferentes. Cuando un electrón de un átomo cambia de nivel de energía ¡emite luz! Tan importante es este fenómeno que hoy día usamos estas emisiones características de luz como si de `huellas dactilares´ se tratase.”

Así –continúa el capítulo– logramos identificar componentes de objetos muy lejanos y saber que existe agua en Plutón o hidrógeno en Alfa Centauro, aunque ninguno de nosotros pueda ir a estos objetos celestes. “Estas huellas o emisiones de luz características se les conoce como espectros atómicos”.

En el capítulo cinco, escrito por Karina Garay y Francisco Domínguez, investigadora e investigador del Departamento de Óptica del CICESE, nos recuerdan que los sistemas cuánticos son gobernados por leyes que no aplican a los sistemas macroscópicos; por lo tanto, “los fenómenos que surgen debido a las relaciones de estos sistemas entre sí y de éstos con su ambiente, no son apreciables en la cotidianidad”. Explican cómo los sistemas cuánticos y sus propiedades son aplicados al desarrollo de tecnología.

Al diferenciar entre el cómputo clásico que usamos en casas y oficinas, cuyo procesamiento de la información se codifica en bits, y la computación cuántica que lo hace en cúbits, explican: “… el bit puede tomar los valores 0 ó 1… en el cúbit puede ser 0 ó 1, pero también puede ser 0 y 1 a la vez; un concepto que encuentra su explicación en una propiedad exclusiva de sistemas cuánticos: la superposición, que hace referencia al hecho de que un mismo sistema físico puede estar en dos posibles estados al mismo tiempo”.

Karina Garay y Francisco Domínguez hablan del desarrollo de computadoras cuánticas que pueden evaluar múltiples posibilidades de manera simultánea. ¿Ejemplos? Se cree que, con el avance en la computación cuántica, se simulará el efecto de diversos medicamentos en el organismo y así se avanzará con mayor velocidad en la producción de medicamentos y vacunas. Además, diseñar materiales para energías renovables, entre otros problemas que impacta nuestras vidas.

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