domingo, 14 de diciembre de 2008

Max Planck: 108 años de física cuántica.

Tal día como hoy en el año 1900 Max Planck presentó ante la Sociedad de Física de Berlín la solución al problema fundamental de la física a finales del siglo XIX. Dicho problema consistía en que tomando las ideas de la física clásica era imposible dar una explicación sensata a la radiación de un cuerpo negro (objeto que emite y absorbe toda la luz y energía que incide sobre él). Según la física clásica un cuerpo negro debe emitir energía en todos los rangos de frecuencia; de forma que a mayor frecuencia, mayor energía. Experimentalmente este hecho se cumple para las frecuencias bajas (infrarrojo). En esta zona del espectro electromagnético al aumentar la frecuencia de la onda aumentaba la energía radiada por el cuerpo negro. Pero en la zona ultravioleta ocurre que al seguir creciendo la frecuencia en un momento determinado la energía radiada dejaba de incrementarse para decaer hasta terminar tendiendo a cero.

Que nadie pudiera dar un razonamiento de este desajuste empírico con la física clásica provocó una de las mayores crisis de la historia de la física que fue denominada como la catástrofe ultravioleta. Físicos de todo el mundo que no se atrevían a poner en tela de juicio las leyes clásicas de Newton buscaron una solución al problema hasta que Planck consiguió dar con ella. La física clásica no puede explicar a este problema y será una nueva física llamada cuántica la que resuelva la catástrofe ultravioleta. Planck descartó la teoría de la equipartición y dio una fórmula matemática (ley de Planck) que se ajustaba a los resultados empíricos que se obtuvieron en la radiación de un cuerpo negro. En esta fórmula introdujo su constante, la denominada constante de Planck h. Dicha constante relacionaba la energía de unos fotones (cuantos de energía de la onda) con la frecuencia de la onda mediante la famosa fórmula E=h*f. Es interesante señalar que cuando Planck descubrió su ley ni siquiera él terminaba de aceptarla y no conocía el alcance que podría tener hasta que un amigo suyo todavía poco conocido llamado Albert Einstein terminó convenciéndolo en 1905 cuando publicó el aclamado efecto fotoeléctrico.

Desde el momento en que Planck resolvió la catástrofe ultravioleta la física cuántica comenzó su rápido desarrollo con Einstein, Schrödinger, De Broglie, Heisenberg... Hoy día no podemos hacernos una idea real de la importancia de la ley de Planck. Gracias a la física cuántica hemos podido desarrollar la energía atómica (a veces de mala manera), entender mejor algunas de las leyes que rigen el universo (aún hay mucho por hacer), aumentar nuestra evolucion tecnológica, etc. Ignorado antes e incluso despues de enseñar al mundo su revolucionaria ley, finalmente se hizo justicia con este genio con el reconocimiento mundial de todos los físicos y de la Real Academia de las Ciencias de Suecia que le otorgó el prestigioso premio Nobel en 1918 (3 años despues lo ganó su amigo y compatriota Albert Einstein).

Planck no sólo fue un genio como científico, sino también como persona según cuentan aquellas personas que lo conocieron. Intercedió ante Hitler para que no asesinara a judíos que trabajaban en el campo de la ciencia, luchó para que se conmutara la pena de muerte y nunca estuvo de acuerdo con las ideas del führer a pesar de que se vio en la obligación de tener que trabajar para él. Un 14 de Diciembre fue uno de los días más importantes de la vida de Planck y de la física en general y por ello he querido recordarlo aquí...

"La ciencia es incapaz de resolver los últimos misterios de la naturaleza, porque en el último análisis nosotros mismos somos parte de la naturaleza, es decir, del misterio que tratamos de resolver." Max Planck.