LA TEORÍA CUÁNTICA O TEORÍA DEL QUANTUM...♥

El término QUANTUM (plural Quanta), del latín significa simplemente cantidad.

El físico alemán Max Planck descubrió en 1889, la ley de radiación del calor, denominada Ley de Planck, que explica exactamente el espectro de emisión de un cuerpo negro. Expresado de otra manera, demostró como emite el cuerpo calentado, cual es la forma en que lo hace. En ese tiempo se pensaba que el cuerpo calentado emitía solo ONDAS de calor. En el trabajo de investigación presentado en un congreso de Física realizado en Berlín, en Diciembre del año 1900, Planck explicó algo nuevo e inusual:Que la energía calórica era emitida por el cuerpo como “Paquetes de Energía” y, una vez separados del mismo, éstos se propagarían normalmente como “Ondas de energía”. A cada paquete o partícula de energía emitido lo llamó quantum y cada uno de los incontables quantum emitidos, tiene una cantidad mínima de energía, que depende directamente de su frecuencia particular.

ENERGÍA = constante x FRECUENCIA

Esto mismo es lo que ocurre con el SOL, el dador de vida a todos los habitantes del sistema. Esta ley se convirtió en una de las bases de la teoría cuántica, que emergió unos años más tarde, con la colaboración de Albert Einstein y Niels Böhr. Fue en aquel momento que apareció el quantum por primera vez. La nueva idea fue resistida en forma unánime, no obstante la impecable demostración.

En 1905, el Físico Alemán Albert Einstein dio un paso más allá, al explicar completamente las características del Efecto Fotoeléctrico que también involucra la interacción entre la radiación y la materia. Pero esta vez se trata de absorción de radiación por metales.

Una chapa de material conductor de electricidad, al ser alumbrado por una luz de alta frecuencia, producía corriente eléctrica como una pila. Para explicar este proceso físico, retomó la idea del quantum de energía de Planck afirmando que: 1) La luz, que hasta ese momento se propagaba como onda, también puede propagarse como paquete, quantum o partícula de energía, que, como si fueran los perdigones de un cartucho de escopeta, chocan con los electrones del metal haciéndolos desplazar instantáneamente por la chapa conductora, explicando así la aparición de una corriente eléctrica. A partir de allí, la luz se comporta como una onda pero también como una partícula sólida, que Einstein llamó FOTÓN, con la misma energía que propuso Planck (energía del fotón = constante x frecuencia), generalizando la teoría de éste.

En 1913 el Físico dinamarqués Niels Bhor, basándose en las ideas previas de Plank y Einstein, propuso un modelo atómico como un ultra-micro sistema planetario, en el cual: 1) Los electrones se encuentran alrededor del núcleo girando en órbitas de radios bien definidos que dependen de la energía. Bohr demostró, con una ecuación que contenía una letra n a la que llamó número cuántico, a la que le asignaba valores enteros 1, 2, 3, 4, 5…. obteniendo la cantidad de energía para cada órbita. De allí resultó que para n═1 se obtiene la órbita más cercana al núcleo, la de mínima energía o quantum, para n═2 la energía es tres veces la primera o sea de 3 quantos. Por las diferencias de energía entre las órbitas más alejadas del núcleo, éstas se encuentran muy separadas entre si.

2) Cuando el átomo absorbe energía, los electrones ocupan órbitas más alejadas o sea de mayor energía. En un tiempo muy corto, el átomo emite la energía que absorbió regresando a la órbita anterior. Átomos distintos emiten de forma distinta y según el número de electrones que tenga, será la transición de, por ejemplo, de la 5º a la 2ºo la 3º órbita, emitiendo más o menos energía, que a su vez se corresponde con una frecuencia de luz. Ejemplo: El Nitrógeno absorbe energía del Sol y la emite en la frecuencia del Azul-celeste y por ello el cielo es azul. La rigurosa demostración de Bhor, demuestra que los espacios entre las órbitas son zonas prohibidas y la distancia desproporcionada entre núcleo y electrón, hacen que existan enormes espacios tales que conducen a pensar que la materia está vacía.

Ejemplo:El átomo de hidrógeno tiene un solo electrón. Si al núcleo lo representáramos con una manzana, el electrón sería una cabeza de alfiler girando a 10 Kilómetros.

UN MISTERIO: Para pasar de una órbita a otra de distinta energía, los electrones no pueden ocupar ningún punto de las zonas prohibidas, por lo tanto se trataría de “desapariciones” y “apariciones” de éstos?? La ciencia no explica algo, que podría ser hallado en el cuarto nivel abstracto de la realidad.

Hoy casi todas las magnitudes físicas están cuantizadas, lo cual es menos relevante que su esencia. Como no nos damos cuenta de la existencia de los quantos? Ejemplo: a) Cuando una Empresa Vial contrata camiones para transportar arena fina a una ruta en construcción, la tarea de un empleado es la de controlar cuánta arena llevó cada camión. ¿Para ello contaría los granos de arena?

Posiblemente contará los metros cúbicos, no importando si el camión en su recorrido perdió un poco. Varios millones de granos no tienen importancia en una construcción.

b) Consideremos que una hormiga lleva arena para su nido y que su capacidad de transporte es de 2 ó 3 granos. Si hubiera que controlar a la hormiga, ¿ Ahora anotaría los metros cúbicos? Seguramente sólo contará los granos. Podría decirse por analogía, que los granos serían algo parecidos a los quantos de arena y por ello, el átomo está con sus variables mecánicas y eléctricas cuantizadas, (la carga del electrón, es el quantum de carga eléctrica) no porque es átomo, sino por ser ultramicroscópico.

Y he allí la razón de la aparición de la idea de quantum, el propósito de la Ciencia Moderna de conocer el micromundo que subyace en la estructura de los cuerpos del macromundo, el de los sentidos físicos.

Esta teoría está muy lejos de estar definida totalmente, debido a que presenta interrogantes inaccesibles para la ciencia actual por ser agnóstica por principio.