_- La solución de Max Planck

Nunca lo sabremos todo.

JAVIER SAMPEDRO

Allí lejos hay muchas más galaxias de las que predicen los modelos evolutivos del cosmos, y son mucho más grandes y brillantes de lo que habíamos imaginado.

Los buscadores nos están dejando sin héroes ni villanos a los que atribuir las citas eruditas. Se te ocurre mirar Google y de pronto resulta que ni el teorema de Pitágoras era de Pitágoras, ni los cinco sólidos platónicos fueron descubiertos por Platón, ni Ockham tuvo jamás una navaja. No es que esto importe mucho, puesto que una historia mal atribuida o planamente falsa mantiene intacto su valor didáctico, aun cuando no haya ocurrido nunca. Una de estas leyendas cuenta que el físico británico William Thomson, más conocido como lord Kelvin, proclamó en 1900 que los grandes principios de la ciencia ya habían sido descubiertos y que solo quedaba precisar el sexto decimal de los cálculos. Kelvin nunca dijo eso, por supuesto, pero la cita se atribuye ahora a su colega Albert Michelson, lo que en realidad es todavía mejor, como verás si tienes un poco de paciencia.

El caso es que la frase que nunca dijo Kelvin se cita a menudo —yo mismo lo he hecho— para ilustrar el error garrafal de creer que el conocimiento ha llegado a su culminación. Ya lo sabemos todo, parece decirnos el falso Kelvin, abandonad toda esperanza de seguir investigando, la ciencia morirá conmigo. Pero el falso Kelvin ni había cerrado la boca cuando, entre 1900 y 1905, Max Planck y Albert Einstein descubrieron la mecánica cuántica y la relatividad, que son los dos cimientos de la física actual. Y lo cierto es que este cuento moral funciona con Michelson mucho mejor que con Kelvin, porque fueron justo los experimentos de Michelson y su colega Edward Morley los que indicaron que la velocidad de la luz es una constante fundamental de la naturaleza y pusieron en marcha la revolución de Einstein. La moraleja de la parábola sigue siendo la misma en cualquier caso: que nunca lo sabremos todo.

Muchos lectores habrán visto las imágenes espectaculares que ha obtenido el telescopio espacial James Webb (JWST en sus siglas en inglés) en sus primeros meses de trabajo. Este artefacto, un heredero muy aventajado del Hubble, ha sido diseñado a la Kelvin, con una sincera vocación de alcanzar el mismísimo confín del universo observable, que es tanto como decir el origen de todo lo que existe. Las estrellas y galaxias que ve el JWST están tan lejos que su luz ha tenido que viajar más de 10.000 millones de años para llegar a nosotros, y eso es una cifra cercana a la edad del universo (13.770 millones de años). Las primeras galaxias de aquel cosmos recién nacido están al alcance de este prodigio de la ingeniería, y los astrofísicos esperaban que tuvieran características juveniles, inmaduras, distintas de las actuales.

Pero no parece ser así. Allí lejos —o en aquellos tiempos remotos, que es lo mismo— hay muchas más galaxias de las que predicen los modelos evolutivos del cosmos, y son mucho más grandes y brillantes de lo que habíamos imaginado. Como no podemos tirar las galaxias, habrá que tirar los modelos. Si algún moderno Kelvin esperaba que el JWST fuera el último y definitivo telescopio espacial, ha vuelto a meter la pata.

Cuando oigo a un economista proclamar que nuestra actual estructura de mercado es la definitiva, me entra un ataque de risa.

https://elpais.com/opinion/2023-04-13/nunca-lo-sabremos-todo.html

_- El misterio sobre Werner Heisenberg, el físico que ganó el Nobel por la creación de la mecánica cuántica

_- Nadie duda que su principio de incertidumbre es brillante; la incertitud es sobre sus principios morales. 

 "Ahora ya estamos todos muertos, es cierto, y el mundo se acuerda de mí sólo por dos cosas: por el principio de incertidumbre y por mi misteriosa visita a Niels Bohr en Copenhague en 1941. Todos entienden de qué se trata la incertidumbre. O eso creen. Nadie entiende por qué fui a Copenhague".

Con estas palabras entra en escena Werner Heisenberg en la aclamada obra "Copenhague" del dramaturgo inglés Michael Frayn, que imagina lo que pudo haber pasado en uno de los encuentros más controvertidos de la historia de la ciencia.

Sabemos que tuvo lugar y cuándo: en septiembre de 1941, cuando Alemania estaba en la cima de su período de éxito militar, habiendo ocupado la mayor parte de Europa, derrotado a Francia y expulsado al ejército británico del continente, y cuando Estados Unidos seguía siendo técnicamente neutral.
 
Sabemos dónde tuvo lugar y cuando: en Copenhague, cuando Dinamarca estaba bajo la ocupación nazi.

Sabemos quiénes estuvieron presentes: dos físicos que habían cartografiado y explorado el universo cuántico dentro del átomo y que, juntos, habían revolucionado el mundo de la física.

Dos galardonados con el premio Nobel de Física: Niels Bohr, en 1922, "en reconocimiento por su trabajo sobre la estructura de los átomos" y Heisenberg, en 1932, por "la creación de la mecánica cuántica".

Un danés de ascendencia judía y un luterano alemán, separados en edad por 16 años, cuyas vidas estaban profundamente entrelazadas a nivel personal, intelectual y profesional, hasta aquel día de 1941.

Sabemos que el encuentro terminó abruptamente, y que Bohr quedó muy enfadado.

Lo que no sabemos es qué ocurrió, no porque no hayan hablado de ello, sino porque hay más de una versión.

E importa porque Heisenberg fue el físico que le dejó al mundo el principio de incertidumbre, pero también un mundo de incertidumbres sobre sus principios.

La duda sin resolver es si fue un villano que quiso aprovecharse de su cercana relación con el danés en beneficio del proyecto de la bomba atómica nazi o un héroe que quiso evitar que tanto los Aliados de la Segunda Guerra Mundial como las Potencias del Eje obtuvieran tal arma.

El principio
Bohr había habitado ese mundo idílico de la ciencia de principios de siglo XX, en el que las ideas fluían atravesando fronteras en una misión conjunta para superar los límites del conocimiento.

Neils Bohr FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES

"Hacer predicciones es muy difícil, especialmente cuando se trata del futuro", dijo el gran Bohr.

Era una atmósfera repleta de luminarias -desde el padre de la física nuclear Ernest Rutherford y el originador de la teoría cuántica Max Planck, hasta la estrella más brillante: Albert Einstein- que fue sacudida por la Primera Guerra Mundial, cuando la ciencia se usó como un arma ofensiva.

Pero sobrevivió por un rato más.

Una de las muestras más dicientes fue el contrabando de copias del artículo sobre la teoría general de la relatividad que Einstein presentó en 1915 en Berlín a científicos aliados. Y el hecho de que, para probar la teoría del científico alemán, el gobierno británico financió durante la guerra una expedición para fotografiar un eclipse solar en 1919, a instancias del astrónomo Arthur Eddington.

Cuando, en 1924, Heisenberg aceptó la invitación de Bohr para trabajar en Copenhague, heredó los beneficios de esa atmósfera y entre ellos se forjó una relación que fue más allá de la de un mentor y un estudiante talentoso.

A nivel personal, el alumno se fue convirtiendo en parte de la familia del profesor.

En el plano profesional, aunque hicieron sus descubrimientos por separado, su trabajo conjunto fue imprescindible para alcanzar sus logros.

Los principios
El resultado fue brillante: en 1927, Heisenberg publicó su "Principio de incertidumbre", que afirmaba que la posición exacta de un electrón dentro de un núcleo atómico en un momento dado no podía conocerse con certeza, sino que solo se calculaba estadísticamente dentro de una probabilidad.

Su descubrimiento fue fundamental para la física cuántica.

Para entonces, Bohr había desarrollado su principio de complementariedad, en el que incorporó la física de Heisenberg dentro de la suya, y propuso que el aparente caos del mundo cuántico y el orden del universo basado en la física clásica no eran excluyentes sino complementarios entre sí de una manera que aún teníamos que comprender y explicar.

En opinión del físico teórico estadounidense John Wheeler, era "el concepto científico más revolucionario de este siglo".

Pero no todos lo recibieron de esa manera.

Como recordó el físico alemán Max Born en su discurso de aceptación de su premio Nobel de física en 1954, hubo una dramática división entre famosos físicos cuánticos, con algunos en profundo desacuerdo.

"El mismo Max Planck estuvo entre los escépticos hasta su muerte y Albert Einstein, Louis-Victor de Broglie (Nobel de Física de 1929) y Erwin Schrödinger (Nobel de Física de 1933) no dejaron de subrayar los aspectos insatisfactorios de la teoría...".

El desacuerdo no era sólo respecto al principio de complementariedad, sino también al de incertidumbre de Heisenberg.

Neils Bohr y Albert Einstein FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES

Niels Bohr era un ícono de los físicos nucleares, considerado como un buscador de la verdad al estilo de Einstein, con quien aparece en esta foto.

Ante esa descripción del mundo cuántico en el que las certezas habían sido reemplazadas por probabilidades, Einstein famosamente protestó diciendo: "Dios no juega a los dados". Y Bohr, menos famosamente, le respondió: "Einstein, deja de decirle a Dios qué hacer".

Una disputa entre titanes que, en el albor del siglo XX, le dieron un vuelco al universo, mostrándolo primero como algo relativo y luego, como algo confuso.

Sus principios
Pero mientras que en el universo intelectual los ataques que ponen a prueba las teorías son necesarios, los golpes que reciben las ideas por razones políticas rara vez traen consecuencias benéficas.

El principio de incertidumbre de Heisenberg sobrevivió a las críticas y finalmente fue adoptado por casi todos en la comunidad de física.

Sin embargo, el surgimiento del archinacionalista (nazi) Adolf Hitler en Alemania marcó el comienzo de una impactante supresión de la investigación científica y el conocimiento.

Incluso desde antes de que llegara al poder, la "nueva física", aquella de la relatividad y la incertidumbre, fue vinculada a la impureza y el judaísmo, y los científicos alemanes hostiles a ella exigían una física "aria".

Johannes Stark FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES

El Nobel de Física de 1919 Johannes Stark fue uno de los laureados alemanes que abogaban por la ciencia "aria".

Como explica el Bohr imaginado por Frayn...

"Los alemanes se opusieron sistemáticamente a la física teórica. ¿Por qué? Porque la mayoría de los que trabajaban en ese campo eran judíos.

"¿Y por qué tantos eran judíos? Porque la física teórica, la física que le interesaba a Einstein, a Schrödinger, a Pauli y a nosotros dos, siempre fue considerada inferior a la física experimental en Alemania, y las cátedras teóricas eran las únicas a las que podían acceder los judíos".

Efectivamente, el antisemitismo europeo no empezó con Hitler, ni lo esperó para manifestarse en el mundo científico, pero cuando empezó a amasar poder y, más aún, cuando lo alcanzó, en 1933, aprovechó ese terreno ya arado.

Los nazis pronto le prohibieron a todos los judíos trabajar para el Estado alemán (y, más tarde, los ocupados) o en capacidades profesionales como profesores universitarios, provocando un éxodo del mayor talento científico del mundo hacia naciones receptivas.

Heisenberg no se unió al partido nazi, y fue inicialmente calificado de simpatizante judío por su adhesión a la "física judía" de Einstein y Niels Bohr.

Sin embargo, era un nacionalista alemán dedicado. Participó en los ejercicios militares de su unidad de reserva.

Patriótico, se aferró a la idea de que podía ayudar a su tierra natal. Y creyó que Hitler podría no ser tan malo como parecía.

Por eso se negó a abandonar Alemania como una protesta simbólica contra el régimen nazi y su actitud hacia la investigación científica, desoyendo las súplicas de sus colegas internacionales.

El fin
Irónicamente, con el estallido de la Segunda Guerra Mundial, el régimen nazi empezó a valorar los posibles usos de esa física que tanto despreciaba por encima de la ideología.

Lise Meitner, una de las judías que tuvieron que huir de los nazis, siguió colaborando a distancia con el químico Otto Hahn, quien le enviaba información sobre sus experimentos con el elemento uranio.

En la Navidad de 1938, mientras estaba en Suecia, Meitner y su sobrino Otto Frisch analizaron los datos y confirmaron que se había producido una fisión nuclear.

Le entregaron la información a Niels Bohr, quien la llevó a Estados Unidos, y en enero de 1939, en una conferencia de física en la Universidad George Washington, se anunció públicamente que la posibilidad de dividir el átomo y liberar cantidades incalculables de energía a través de la fisión nuclear estaba ahora al alcance.

Teóricamente era posible construir una bomba atómica.

Bohr y Heisenberg en tiempos mejores (1932). FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES

En abril de 1939 se estableció el primer "Uranverein" o "Club de Uranio" alemán, y el día que Alemania lanzó la invasión de Polonia, la Oficina de Artillería del ejército alemán se hizo cargo del proyecto de energía nuclear para explorar posibles aplicaciones militares.

Ese segundo Uranverein era un secreto militar y de Estado. Su principal teórico era Heisenberg. Y lo seguía siendo cuando visitó a Bohr en 1941.

Cuál era su fin es algo que hasta el día de hoy, físicos e historiadores de la física siguen debatiendo, a pesar de que se han escrito miles de páginas acerca del tema.

Durante muchos años, se consideró como una de las mejores fuentes una carta que Heisenberg le escribió al autor Robert Jungk, de la cual aparecen fragmentos en el libro "Más brillante que mil soles: una historia personal de los científicos atómicos".

Heisenberg explicaba que su intención era convencer a los científicos nucleares de ambos lados en guerra de impedir el desarrollo de una bomba atómica diciéndole a los dirigentes de sus países que las dificultades técnicas y económicas hacían que fuera imposible en el futuro inmediato.

Según el físico alemán, lo que pretendía era informarle a Bohr que los nazis sabían que la fisión nuclear era posible, pero que él estaba en posición de neutralizar ese esfuerzo. Afirmó que lo que quería era que Bohr convenciera a los científicos aliados de que hicieran lo mismo.

Con un acuerdo tácito, la comunidad internacional de física podía cooperar para salvar al mundo de esta arma horrible.

Niels Bohr siempre contradijo esa versión de la reunión.

Representación de Copenhague en Inglaterra. FUENTE DE LA IMAGEN, GETTY IMAGES

En "Copenhague", Frayn imaginó 5 posibles conversaciones entre los dos físicos, con la contribución de la esposa de Bohr, Margrethe.

Y en 2002, reaccionando a una nueva ronda de debates académicos sobre la misteriosa reunión desencadenada por la presentación de la obra de Frayn en 1998, la familia de Bohr publicó varias cartas que él le había escrito, pero no enviado, a Heisenberg.

En ellas, Bohr contaba una historia diferente: durante toda la visita de Heisenberg había sentido que el hombre más joven se jactaba no solo de la próxima victoria de Alemania, sino también de su capacidad para construir una bomba atómica en el futuro cercano.

Afirmó que la intención de Heisenberg era convencerlo de ayudar a los alemanes, enfatizando la probabilidad de la victoria alemana. Peor aún, que había tratado de deshonrarlo intentando que divulgara información sobre el esfuerzo nuclear aliado.

Una versión pinta a Heisenberg como un héroe que trató de salvar al mundo de la pesadilla atómica; la otra, un villano que quiso aprovecharse de un amigo para garantizar la victoria de la Alemania hitleriana.

¿Malentendió Bohr a Heisenberg? ¿O cometió Heisenberg un grave error y luego mintió para reivindicarse?

¿Será que los nazis no lograron hacer una bomba atómica porque Heisenberg frustró deliberadamente el proyecto o porque sencillamente, a pesar de sus esfuerzos, él no supo cómo completarlo?

Nunca lo sabremos.

https://www.bbc.com/mundo/noticias-52374330

Dunkerque, el último misterio (?) de la II Guerra Mundial ¿Por qué Hitler permitió que las tropas británicas regresasen a casa tras su derrota en Francia?

La batalla de Dunkerque (1), película que se estrenará mañana, viernes día 21, en España, es todavía uno de los grandes misterios de la II Guerra Mundial. ¿Por qué Hitler ordenó parar el ataque contra un Ejército en retirada, en muchos casos en barcos que no tenían ninguna protección? Los historiadores mantienen una disputa abierta sobre un episodio crucial del conflicto que arrasó Europa entre 1939 y 1945. Los nazis comenzaron la guerra el 1 de septiembre de 1939, con la invasión de Polonia. Los aliados, Francia y Reino Unido, declararon las hostilidades y entonces empezó lo que se conoce como “la drôle de guerre”, la extraña guerra, en Francia.

Con una falsa sensación de seguridad, se creían protegidos por la Línea Maginot. Durante casi un año, las potencias europeas estaban enfrentadas, pero no ocurría nada. Sin embargo, en mayo los carros de combate nazis lanzaron una ofensiva imparable hacia el sur y atravesaron las defensas aliadas como un cuchillo en la mantequilla. El 11 de junio París era una ciudad abierta.

Previendo el desastre que se avecinaba, las tropas británicas comenzaron a trabajar a finales de mayo en su evacuación del continente, una hazaña que retrata Christopher Nolan en su última película, Dunkerque. “El Gobierno de Londres empezó a preparar una flota compuesta de casi todo, bote o barco, que pudiese hallarse en sus costas”, escribe Richard J. Evans en su clásico recién reeditado El tercer Reich en guerra (Península). Pese a los ataques de la aviación alemana, 700 barcos llegaron a playas de Dunkerque para llevarse a las islas a todo lo que pudiesen salvar de un Ejército en retirada. 340.000 soldados lograron regresar a Inglaterra gracias a que Hitler personalmente ordenó parar la ofensiva con la opinión en contra de muchos de sus oficiales. “Si no seguimos, los ingleses podrán transportar lo que deseen, delante de nuestras propias narices”, exclamó el mariscal de Campo, Fedor von Bock. Cuando los nazis retomaron la ofensiva, ya era muy tarde y la evacuación había sido un éxito.

¿Quería reservar Hitler sus tropas para llegar a París cuanto antes? ¿Confiaba demasiado en su fuerza después del éxito de las guerras relámpago de 1939 y 1940? ¿Se planteaba llegar a un acuerdo con los británicos (parece la más plausible y más por el vuelo a Escocia el 10 de mayo de 1941 de Rudolf Hess) antes de empezar la siguiente fase del conflicto, con la invasión de la URSS? ¿Demostró una vez más su incompetencia como estratega?

(Esta opción parece increíble, ya que unos oficiales, jefes y generales con estudios militares de los más prestigiosos, en ese tiempo, del mundo y más elitistas, se dejasen dirigir por un  Hitler indocumentado sin estudios y desde un despacho donde desconocía de cerca la realidad. Lo que ocurrió parece inconcebible, pero así fue en la práctica. Y aunque se quieran buscar justificaciones ex-postfacto, no las hay, lo que es un blasón de deshonor, y no de honor, del que tanto alardeó La Wehrmacht. Cayeron muy bajo e hicieron mucho daño para, al final, ser vencidos por el ejército "rojo" del pueblo al que despreciaban y llevar al pueblo alemán y Alemania al hundimiento y la catástrofe de un inmenso sufrimiento junto a los vencedores). Es probable que nunca lo sepamos exactamente.
La realidad es que el 6 de junio de 1944 alguno de esos soldados desembarcaron en Normandía para echar a los nazis de Europa y tomarse su revancha.

Nota:
Si estudiamos cómo se desarrolló toda la guerra por parte del ejército alemán, fue una muestra de deshonor, falta de caballerosidad y maldad. Invadieron países por sorpresa y sin declarar previamente la guerra, como unos delincuentes que entran en otro país a escondidas, y no un ejército regular previa declaración de guerra, eso, que se sepa, no produjo oposición, ni quejas, ni protestas en la Wehrmacht de forma mayoritaria.

Su comportamiento en el Este, con una guerra de aniquilamiento contra un país, la URSS, con el que previamente se había firmado un tratado de no agresión y sin denunciarlo y por sorpresa fue invadido. Fue una más de las muestras de comportamiento sin respeto ni honor de las leyes de la guerra, un acto criminal.

Excepto casos históricos, la mayoría de generales, jefes y oficiales, aceptaron los hechos sin oposición. Fue una ignominia y crimen contra la humanidad. Alemania no pudo caer más bajo, y lo tremendo es que daban por supuesto que ganarían, y, por lo tanto, no tendrían que responder de sus crímenes.

Hubo alemanes muy dignos y valientes como los participantes en la Operación Walquiria contra Hitler y la oposición de Rote Kapelle,  La Rosa Blanca o Georg Else el carpintero que a nivel individual realizó un atentado contra Hitler en una cervecería de Munich, que mantuvieron el honor de su pueblo, contra el horror nazi, pero lamentablemente en su mayoría fueron descubiertos, tratados con la máxima vejación y crueldad, torturados y asesinados en su mayoría. Como le ocurrió entre otros muchos a Erwin Planck, hijo del prestigioso físico y premio Nobel Max Planck, ahorcado con un alambre en la prisión de Plötzensee, a pesar de la petición de clemencia enviada por Planck a Hitler.

ESPAÑA Y LA II G. M.
Una vez más el caso de España en esta contienda es "aleccionador" forman una división para castigar a "Rusia" porque "es culpable", según proclamó el ministro de Exteriores del momento, Serrano Suñer. Dicha división jura fidelidad hasta la muerte a Hitler, pero España a su vez se declara neutral, (Y ellos al final, con la derrota, niegan que fueran nazis, aunque han recibido pensiones como soldados de Hitler,... la infamia no tiene fin) e invaden, sin declaración de guerra previa, a la URSS, es decir que podían haber sido tratados como ilegales, bandidos o bandoleros. Y no obstante, tienen cementerios en Rusia y en el año 1954 muchos de ellos, que habían caído prisioneros o heridos, son devueltos, sanos y salvos, en el barco Semíramis fletado por la cruz roja francesa (pues el gobierno se desentendió de ellos) hasta Barcelona. Y cómo explica nuestro gobierno de entonces todo aquello, pues sin problemas, son unos "héroes", y aquí no ha pasado nada,... La Guerra fría, vigente para entonces, ayudó a todo lo demás,...

(1) Más preciso es llamarla operación "Dinamo" de retirada, 26 de mayo al 4 de junio de 1940. Comienzo de la II Guerra Mundial, 1 de septiembre de 1939, con la invasión de Polonia. Invasión de la URSS, 22 junio de 1941, denominada Operación Barbarroja, por sorpresa y sin denunciar el Pacto de no agresión ni declaración de guerra previa. Ataque a Pearl Harbor el domingo 7 de diciembre de 1941, el 8 EE.UU declara la guerra a Japón y el 11 Alemania e Italia declaran la guerra a EE. UU. Hasta el 6 de junio de 1944 no se produce, el tan solicitado por la URSS segundo frente, con el desembarco en Normandía, para el fin de la guerra ya no quedaba ni un año. Este hecho es aún más incomprensible que lo producido en Dunquerque, sin duda la guerra se habría acortado y sobre todo hubiese supuesto muchísimas menos bajas, pérdidas y sufrimiento tanto de militares como de civiles.

https://elpais.com/cultura/2017/07/14/actualidad/1500053479_230523.html
La retirada más gloriosa

Incertidumbre

La física ha sido algo así como la diosa Kali del siglo XX, venerada y temida, capaz de todos los milagros y de todos los crímenes. Y la responsabilidad, la inconsciencia o los retortijones de conciencia de los sabios dedicados a cultivarla han brindado dramas argumentales a incontables obras literarias de las últimas décadas. Mi pobre erudición sería incapaz de enumerarlas, aunque fuese de modo incompleto. De mi adolescencia recuerdo dos piezas dramáticas que me impresionaron, una Los físicos de Friedrich Dürrenmatt, que transcurre en un manicomio dónde tres locos que creen ser Einstein, Newton y Moebius -y no lo son, pero tampoco están locos- se enfrentan y combaten por la posesión de un secreto aniquilador, socialmente más demente que cualquier demencia privada; otra, El caso Oppenheimer de Heinar Kipphardt, sobre los tormentos morales del inventor de la bomba atómica, que a mediados de los años sesenta representó el Piccolo Teatro de Milán bajo la dirección del gran Giorgio Strehler. Mucho más reciente pero girando también en torno a un tema apocalíptico semejante puedo mencionar la intrigante novela En busca de Klingsor, del mexicano Jorge Volpi. Y tantas más, entre las que no podemos descartar las tan populares historias del genéro de espionaje o ciencia-ficción centradas en la figura del "sabio enloquecido".

Hace pocos meses apareció en Francia una de las piezas más interesantes que he leído de este vasto y redundante mosaico literario: Le principe (El principio), de Jérôme Ferrari, editado por Actes Sud. De ese autor, uno de los novelistas actuales más destacables de su país, hay traducidas al español la novela con que ganó el premio Goncourt, El sermón sobre la caída de Roma (Random House) y una anterior, Donde dejé mi alma (Demipage), ambas absolutamente recomendables. En El principio, un joven aspirante a filósofo —y como tal atribulado y poco seguro de sí mismo— se obsesiona con la trayectoria vital de Werner Heisenberg, genial desde que en su juventud acuñó su celebérrimo "principio de incertidumbre" (¡que estupendo oxímoron!) que desconcertó a sus maestros, para después sentar las bases de la mecánica cuántica, lo que le valió el premio Nobel de Física a los treinta y un años. Su obra se gesta durante el ascenso del nazismo, en competencia o colaboración con la generación excepcional de los Einstein, Louis de Broglie, Max Planck, Niels Bohr, Schrödinger, Paul Dirac, Carl Friedrich von Weizsäcker, Otto Hahn, etc… Los jerarcas nazis les presionaron para conseguir la bomba atómica que les hubiera dado la victoria y que finalmente consiguió Oppenheimer en Estados Unidos. Algunos se escabulleron de patronos tan peligrosos pero otros, como Heisenberg, se dejaron querer, no por ideología nacionalsocialista sino para poder seguir investigando tranquilamente. Después de la guerra, recluidos por los vencedores, algunos sintieron culpabilidad por haber sido cómplices, pero otros no entendían que es lo que se les reprochaba a ellos, que sólo habían seguido con su trabajo: poner al descubierto la íntima belleza objetiva del universo.

El principio de incertidumbre de Heisenberg, en física cuántica, dice que no se puede conocer al mismo tiempo la posición y la velocidad de una partícula elemental. De modo semejante, el sabio no logra conocer la conjunción de su situación histórica y el vértigo acelerado de sus descubrimientos. Y quizá tampoco ninguno de nosotros sepa determinar juntamente dónde está y a dónde va en este mundo hermoso y atroz.

http://cultura.elpais.com/cultura/2015/05/04/actualidad/1430759210_681187.html

Se cumplen 100 años del nacimiento de la Física Cuántica.

La revolución de la física de hace un siglo se ha convertido en recurso para las nuevas tecnologías.

Niels Bohr escribió sus tres artículos transgresores en 1913

“El conocimiento verdadero y profundo es el de los átomos y el vacío, pues son ellos los que generan las apariencias, lo que percibimos, lo superficial”, decía Demócrito hace 2.400 años. Sin embargo, el átomo se empezó a entender solo hace 100 años, cuando fue protagonista de una de las mayores revoluciones científicas: la física cuántica. Toda la materia que nos envuelve está hecha de átomos; nuestro cuerpo contiene tantos átomos como estrellas se cree que hay en el universo. Hace un siglo, los físicos se enfrentaron al reto de descifrar la pieza fundamental que constituye la materia del universo.

A finales del siglo XIX, los átomos empezaron a dar algunas pistas sobre su naturaleza. Se observó que cuando un átomo acumula un exceso de energía emite luz de solo ciertos colores (frecuencias). En analogía con la música, el átomo sería como un piano que solo puede emitir los sonidos permitidos por sus teclas, pero no sonidos de una frecuencia intermedia, como lo puede hacer un violín. En 1897, J. J. Thomson demostró experimentalmente que el átomo no era indivisible, como dice su etimología, sino que contenía partículas ligerísimas de carga negativa, los electrones. Thomson modeló el átomo como una masa de carga positiva que tiene incrustados los electrones, como si de un bizcocho de pasas se tratara. Junto a su equipo calculó si la vibración de las pasas podía explicar la luz emitida por los átomos. No tuvo éxito, muy a su pesar.

Poco después, en 1911, Ernest Rutherford demostró que la masa de carga positiva del átomo está concentrada en su centro, descubriendo así su núcleo. Él modeló el átomo a imagen de un sistema planetario en el que los electrones son los planetas, y el núcleo el Sol. Pero ese modelo estaba en conflicto con un fenómeno básico en física: cuando la trayectoria de una partícula cargada, como el electrón, se curva, esta pierde energía mediante la emisión de radiación. Es como si la partícula derrapara al girar y perdiera velocidad. Un cálculo sencillo demuestra que los electrones pierden toda su energía, y en consecuencia el átomo debería colapsarse, en 0,00000001 segundos. Realmente no es así; de hecho los átomos que conforman nuestro cuerpo son los mismos que se crearon en el interior de estrellas hace miles de millones de años.

En 1900, el físico alemán Max Planck se enfrentaba a un fenómeno que estaba en total desacuerdo con la física clásica: el perfil de la gráfica de la radiación emitida por objetos a cierta temperatura. Planck propuso una solución desesperada, pero increíblemente acertada: la radiación no se emitía de forma continua, sino a través de pequeños paquetes de energía, los famosos cuantos de Planck. Y en 1905, Albert Einstein utilizó este hallazgo para explicar el efecto fotoeléctrico; fue su annus mirabilis en que conmocionó al mundo de la física con su teoría de la relatividad especial.

Eran tiempos en que el mar de la ciencia estaba muy revuelto; parecía que los pilares fundamentales de la física se derrumbaban. Frente a estas situaciones hay dos tipos de físicos, los conservadores, que se sienten angustiados, y los transgresores que se miden contra las olas y quieren que el mar no se calme. El físico danés Niels Bohr era de los valientes. En 1911 y con solo 26 años, Bohr fue a Inglaterra a trabajar, primero con el grupo de Thomson y después con Rutherford, que acababa de descubrir el núcleo del átomo. Bohr se preguntó: ¿cómo podemos explicar con la física clásica que un átomo emita luz en pequeños paquetes de energía?

En 1913, Bohr respondió a esta pregunta en tres artículos que describían su modelo del átomo, del que este año se celebra su centenario. El primero de ellos contenía la idea más transgresora: la energía de los electrones que orbitan alrededor del núcleo también viene dada en paquetes, es decir, está cuantizada. Con este supuesto y, dado que la energía del electrón depende de la distancia a la que orbita del núcleo, concluyó que el electrón solo puede orbitar a determinadas distancias, o niveles, del núcleo. Cuando un átomo gana energía, el electrón se desplaza hacia las órbitas más alejadas, y al perderla, salta de órbita en órbita, como si bajara los peldaños de una escalera. Estos saltos, que pueden ser de uno o varios escalones, emiten luz, fotones, cuya frecuencia es proporcional a la diferencia de energía que existe entre los dos niveles orbitales.

De esta manera, tan sencilla, Bohr consiguió explicar muchos de los experimentos sobre la emisión de luz de los átomos. No le importaba que los electrones derraparan al girar y perdieran energía, simplemente postuló que eso no sucedía en estas órbitas, ya que estas eran estables por alguna razón desconocida. El modelo, pese a sus limitaciones, explicaba muchos resultados de las líneas espectrales de los gases y del orden de los elementos en la tabla periódica. Hoy sabemos que el átomo de Bohr es demasiado simple, pero introduce rasgos importantes de la física atómica. Aunque al visualizar el mundo cuántico hay que ser siempre precavido, en el caso del átomo es más correcto imaginar los electrones, no como partículas, sino como nubes difusas alrededor del núcleo, cuya densidad en cada punto representa la probabilidad de encontrar el electrón en ese sitio.

Bohr fue un científico emblemático que aglutinó en su instituto a los mejores físicos cuánticos. Famosas fueron sus discusiones con Einstein sobre la interpretación de la física cuántica. En desacuerdo con él, Bohr creía que la naturaleza, en su expresión más íntima, está indeterminada, o sea, que sí juega a los dados. Y acertó.

El científico danés mantuvo famosos debates con Einstein sobre esta materia
Hoy, en numerosos laboratorios de todo el mundo, miles de físicos y físicas investigan y experimentan acerca de esos fenómenos cuánticos. Los átomos que Bohr imaginó hace 100 años se manipulan como si fueran marionetas: se atrapan individualmente con pinzas ópticas, se enfrían hasta casi el cero absoluto y se manejan sus estados internos con enorme precisión. Hace un siglo, la física cuántica estableció un nuevo paradigma y el conocimiento del átomo supuso un cambio revolucionario en la historia científica y tecnológica del mundo. Ahora, la física cuántica es un recurso sin precedentes para avanzar aún más en la nueva tecnología: desde construir relojes atómicos ultraprecisos o encriptar información muy sensible de manera absolutamente segura, hasta el desarrollo lejano, pero alcanzable, del ordenador cuántico capaz de cálculos hoy día difíciles de imaginar.
Más, "La rareza cuántica de la luz como onda y partícula". Aquí en El País.
Fuente: El País. Oriol Romero-Isart es investigador en el Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica en Garching (Alemania).