Coloquialmente, la física cuántica es la rama de la física que estudia las cosas muy pequeñas, como las partículas subatómicas. De forma general, se suele decir que la física cuántica estudia las cosas muy pequeñas, la mecánica clásica las cosas "normales", y la relatividad las cosas muy grandes, del orden de estrellas, planetas y galaxias.
La física cuántica se desarrolló a principios del siglo XX, cuando la teoría electromagnética clásica se volvió del todo insuficiente para explicar las emisiones de radiación de los objetos en equilibrio (radiación térmica), lo que fue solucionado por Plank al considerar la cuantización de la energía (la energía no se puede transmitir con cualquier valor, sino sólo con múltiplos enteros de un determinado valor, el de la constante de Plank) y perfeccionado por el archiconocido Einstein en su teoría del efecto fotoeléctrico, que le valió el Premio Nobel de Física de 1921. La física cuántica se completa con la propuesta de De Broglie, que afirma que cada partícula en movimiento tiene asociada una onda (dualidad onda-corpúsculo), cuya longitud es inversamente proporcional a la masa de la partícula, y que depende de su velocidad. Erwin Schrödinger fue el que perfeccionó este principio, formulando una ecuación de movimiento para estas "ondas de materia", que fue comprobada empíricamente. También es muy importante el principio de incertidumbre de Heisenberg, que afirma que no se puede conocer con total precisión y simultáneamente la posición y el momento lineal (masa y velocidad) de una partícula. Esto es responsable de que la física cuántica trabaje con probabilidades (los conocidos orbitales atómicos, zonas con alta probabilidad de encontrar un electrón, en lugar de las órbitas electrónicas definidas contempladas en la mecánica cuántica).
La física cuántica es responsable de avances en campos como la electrónica (transistores, microprocesadores, ...) en la física de materiales (semiconductores y superconductores), medicina (cirugía láser, exploración radiológica, ...) y muchas otras áreas del conocimiento.
La dificultad del estudio de la cuántica radica en que las partículas que estudia son de tamaño infinitesimal, por lo que las observaciones y mediciones son enormemente complicadas de realizar. Con el fin de facilitar el estudio de las partículas subatómicas, un equipo de expertos ha desarrollado un "simulador cuántico", una máquina capaz de funcionar según las leyes de la física cuántica (recordemos que los objetos de tamaño normal se comportan según las leyes de la mecánica clásica).
Simulador cuántico
Recientemente, científicos del Instituto de Física Experimental y Física Teórica de Innsbruck, Austria, en colaboración con investigadores del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) han logrado otro avance al respecto. Han desarrollado un mecanismo que servirá para crear simuladores cuánticos de sistema abierto, esto es, simuladores capaces de interactuar con el entorno. Estos simuladores aprovechan un efecto que normalmente se intenta evitar en el uso de máquinas cuánticas: las perturbaciones ambientales. Estas perturbaciones suelen causar que la información en los sistemas cuánticos se pierda, pero este equipo ha conseguido controlar las perturbaciones, consiguiendo intensificar los efectos cuánticos y, al mismo tiempo, que el sistema pueda interactuar con el entorno.
Quizás este sea el paso que nos ayude a comprender mejor nuestro Universo. Los físicos han intentado larga e infructuosamente unificar las teorías de la física cuántica y la relatividad para conseguir la "teoría del todo", desarrollando teorías como la Teoría Unificada de Campos o la Teoría M. De momento no lo han conseguido, pero un mayor dominio de la mecánica cuántica puede ayudarnos en nuestro propósito.
Fuentes:
es.wikipedia.org
www.tendencias21.net
www.ojocientifico.com
Manu Gutiérrez
