La pregunta Naukas 2015 – Laura Morrón

La pregunta Naukas 2015
La pregunta Naukas 2015

¿Qué avance o descubrimiento de la ciencia moderna ha hecho progresar más a la Humanidad?

Entendemos como ciencia moderna desde Copérnico hasta nuestros días.

La humanidad ha avanzado gracias a muchos descubrimientos, algunos de ellos cruciales, y quedarme sólo con uno me ha resultado verdaderamente difícil. Pero al final me he decidido por el que más me fascina: la física cuántica, la teoría que revolucionó la ciencia mostrando que ni la física clásica ni la relativista podían explicar todas las manifestaciones del mundo físico, tal y como se creía hasta entonces.

La física cuántica describe el comportamiento de la naturaleza a nivel microscópico y permite hacer predicciones de los fenómenos que tienen lugar a esta escala. Es una herramienta extraordinaria que ha dado lugar a muchas ramas de la física moderna y a numerosos avances de gran relevancia para el progreso de la humanidad.

Su complejidad conceptual y las sorpresas derivadas de su aplicación, son de un gran atractivo intelectual y se sigue profundizando sobre ellas. Pero en mi respuesta quiero mostrar la parte más práctica de la física cuántica, sus aplicaciones tan importantes como diversas. Vivimos rodeados de elementos que deben su razón de ser al mejor entendimiento del mundo microscópico (átomos, núcleos atómicos y moléculas) y de las relaciones entre partículas elementales, proporcionados por la cuántica. Sin ir más lejos, más del treinta por ciento del producto industrial de Europa y Estados Unidos está relacionado con dispositivos surgidos, más o menos directamente, de la teoría cuántica.

El efecto fotoeléctrico, descubierto en 1887, llevó a aplicaciones tales como la célula fotoeléctrica, crucial para la detección de la luz y la medición precisa de su intensidad en un rango amplísimo de valores, los fotomultiplicadores, los dispositivos CCD y una de sus consecuencias, la fotografía digital. La naturaleza ondulatoria de los electrones y su generalización a la dualidad partícula/onda, postulada en la tesis doctoral de Louis de Broglie en 1923, es el fundamento del microscopio electrónico que permite observar detalles quinientas veces menores que el microscopio que emplea luz visible y de la condensación de Bose-Einstein que explica el fenómeno de la superconductividad a partir de la interferencia entre las ondas asociadas a las partículas.

La física nuclear, iniciada en 1932 con el descubrimiento del neutrón, dará lugar, entre otras cosas, a la bomba atómica, las centrales nucleares, la comprensión de los procesos estelares y a las futuras centrales de fusión. Por lo que respecta a la física de partículas elementales, ha servido para estudiar los constituyentes de la materia a través de los rayos cósmicos y los aceleradores, así como para diseñar nuevas técnicas de medicina como la tomografía por emisión de positrones.

La física del estado sólido, rama de la física cuántica que surgió al intentar entender la conducción electrónica en los metales, dio lugar al descubrimiento del transistor por parte de Bardeen, Shockley y Brattain, del Departamento de Física de Estado Solido de los laboratorios Bell. Este dispositivo, integrado en chips desde 1958, controla todo tipo de aparatos y procesos. Conocido como “invento del siglo” ha hecho posible la actual revolución informática y de comunicaciones. Otro invento de similar impacto fue el láser. Este se basa en la amplificación, a través de un medio activo, de la luz resultante del fenómeno cuántico de emisión estimulada, predicho por Einstein en 1917. Sus principios se establecieron en un artículo publicado por Townes y Schawlow en 1958.

Existe una gran variedad de láseres que se emplean en procedimientos médicos terapéuticos y diagnósticos, alineación y mediciones de extrema precisión, redes de telecomunicaciones modernas, fabricación de discos compactos, para producción energética, etc. Otro campo importante que ha recibido grandes contribuciones de la cuántica ha sido el electromagnetismo. Entre las aplicaciones destacadas figuran la resonancia magnética nuclear, utilizada en exámenes médicos, las memorias magnéticas de ordenadores y sus mecanismos de lectura y la espintrónica.

Podría describir muchas otras aplicaciones de la cuántica puesto que ha resultado excepcionalmente fructífera, pero, para no alargarme demasiado, me limitaré a destacar su relevancia en dos campos tan prometedores como la nanotecnología o la computación cuántica. En el futuro, por tanto, nos esperan muchos descubrimientos y avances basados en esta teoría.

21 Comentarios

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Emilio MolinaEmilio Molina

A la vez, quizá sea el progreso de la Humanidad que más malinterpreta la gente que hace “regresar” la Humanidad. Charlatanes de todo pelaje usan el Quantum Woo para darle una falsa pátina de validez científica. Por alguna razón, la gente parece creer que “todo se vale” si es cuántico.

Ojalá hubiera una Laura Morrón en cada puerta: ¿han oído hablar de la Física Cuántica de verdad? ;D

Gran entrada :)

Laura Morrón

Dani,
No me veo de puerta en puerta como “Testiga de la Cuántica” pero todo puede hablarse. Lo que es cierto es que necesitamos más divulgación facilita sobre lo que se ha logrado gracias a ella.
Un besazo fortísimo!!
Laura

LucianoLuciano

Suscribo lo suscrito por Dani y me uno en lo de la penúltima frase. Que grande eres Laura, si no existieras habria que inventarte.

Laura Morrón

Emilio,
Lo que han hecho con la física cuántica es muy grave. No sólo han ensuciado y utilizado la ciencia para timar a la gente sino que la han vendido como algo mágico y extraño.
La cuántica ha contribuido muchísimo en nuestro progreso y la tenemos mucho más cerca de lo que imaginamos.
Lo de ir casa por casa.. no acaba de convencerme.
Un beso muy fuerte y gracias por comentar.
Laura

Sergio L. Palacios

Excelente respuesta y argumentación, Laura. La física cuántica ha supuesto un hito en la historia de la humanidad, tanto en el ámbito científico como filosófico.

Si esperas al próximo sábado, cuando salga mi respuesta, verás que… Bueno, ya lo verás 😉

¡Un beso y enhorabuena!

melli toralmelli toral

Una respuesta valiosisima por lo menos para mi. En mi vida había leido algo sobre física cuántica que aclarara tan magníficamente tantas cosas que ocurren en nuestra vida cotidiana. Muchas gracias Laura por ayudarme a explicarle todo esto a mis alumnos.

AbrahamAbraham

Hola, solo quería decir que UN MOJON PA LA CUANTICA!

Los Quimicos eramos mu felices con nuestro modelo planetario del atomo hasta que tuvisteis que venir los Fisicos a joder la marrana con la probabilidad, cuantizacion de la energía, dualidades, incertidumbres y ecuaciones que ni se saben que gonadas significan ni se pueden resolver.

Y venga Schroedinger, Hartree-Fock, de Broglie y el Gato con Botas. Ecuaciones y ecuaciones y ecuaciones. Y luego os largais sin explicar ni resolver na de na y nos dejais a los Quimicos con el chiringuito desmontao. Y ahora a ver donde narices esta el electron.

Mu mal. Pero que mu mal!

Antonio Samsa (@asmystes)Antonio Samsa (@asmystes)

Laura, no te conozco en persona, pero he visto alguna foto tuya en tu blog y acabo de imaginarte tocando a una puerta con los dos volúmenes del Cohen bajo el brazo XD
La cuántica es lo más cerca que hemos llegado a la verdadera naturaleza de la realidad.
Tras la tontería, la frase inspirada XD Hale, ahí queda.

ununcuadioununcuadio

Coincido en buena parte contigo, Laura, lo que es todo un honor xDD

Me ha gustado mucho tu respuesta, muy bien argumentada y la he disfrutado muchísimo :)

fase56fase56

Me gusta tu respuesta y, en cierta manera, la esperaba. Coincido en el progreso que ha propiciado, desde la segunda mitad del siglo XX (más o menos) hasta ahora y más allá (ahí está la computación cuántica, por llegar, porque venir está viniendo). Y al mismo tiempo, veo también otros avances y descubrimientos que han sido fundamentales para el progreso de la humanidad. Algunos quizás más humildes, menos llamativos, o tal vez más asumidos por darlos por garantizados (antibióticos y las vacunas, por ejemplo. Hubiésemos llegado aquí y hecho los avances que ha propiciado la mecánica cuántica si no hubiesen existido?). Pero esto no desmerece en absoluto el valor de la cuántica ni de ninguno de los otros descubrimientos/avances que han hecho progresar a la humanidad. Porque creo que la pregunta está mal planteada. No creo que haya uno solo, sino que es más probable pensar que ha habido varios en varios campos. Dicho de otra manera, no creo que se llegue a un consenso que identifique EL descubrimiento que más ha hecho progresar a la humanidad.
En otro orden de cosas, la mecánica cuántica, aparte del enorme valor que tiene en física y en tecnología, no deja de ser una caja negra de fórmulas y ecuaciones que funciona. Pero que realmente dificulta (o mejor dicho, no facilita) la “interpretación” de la realidad. Sobre todo, cuando la misma mecánica cuántica la cuestiona (a nivel nano, aunque los fullerenos ya empiezan a ser grandecitos :-)). La mecánica cuántica se cree, sus demostraciones y pruebas de validez se aceptan y se celebran y ya está. Así que, los que sabéis, no le quitéis la magia a la física cuántica. Es su encanto. Lo demás es pragmatismo, lo útil sin duda, pero sin encanto.
Vendrán pirañas.
Muchas gracias Laura.

AlbertAlbert

Los 3 hitos de la cuántica:
1) Über eine Verbesserung der Wienschen Spektralgleichung. (Max Planck, 1900)
2) On a Heuristic Point of View Concerning the Production and Transformation of Light. (Albert Einstein, 1905)
3) On the Constitution of Atoms and Molecules. (Niels Bohr, 1913)

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