El universo de las partículas subatómicas es un universo discreto, cuántico; es un universo de probabilidades, de incertidumbres, un universo de leyes que definitivamente no encajan en nuestra ilusión de un universo mecanicista, determinístico y continuo.
Esta nueva realidad incomodó a físicos de la talla de Albert Einstein. Es famosa su frase: “Dios no juega a los dados”, críticando la interpretación probabilística de la mecánica cuántica, especialmente al enfoque de la Escuela de Copenhague, representada por físicos de la talla de Niels Bohr y Werner Heisenberg. Pero también es famosa la respuesta de Bohr: “Einstein, deje de decirle a Dios lo que debe hacer”.
El velo que cubría la nueva física lo levantó accidentalmente Max Planck en 1900, durante su investigación de la radiación que emitía un cuerpo negro al calentarse, un fenómeno que no podía explicarse con la física clásica.
Durante su investigación, y para lograr que su modelo coincidiera con los resultados experimentales, partió de una premisa revolucionaria para la época: La energía no se intercambia de forma continua, la energía viene en “cuantos” o paquetes discretos, la energía de un oscilador atómico está cuantizada, y es proporcional a su frecuencia:
E=h⋅f
En esta ecuación h corresponde a una nueva constante, la “Constante de Planck.
El descubrimiento de dicha constante y la aplicación de los principios que llevaron a su determinación abrió una caja de pandora para la ciencia. En 1905 Albert Einstein pudo explicar el efecto fotoeléctrico a partir de dichas premisas, en 1925 le permitió a Erwin Schrödinger formular su famosa función de onda Ψ , y en 1926 condujo a que Max Born propusiera que |Ψ|² no representaba una densidad de energía (como pensaba Schrödinger), sino la “densidad de probabilidad” de encontrar una partícula en un punto en un momento determinado.
Entender los fundamentos de la mecánica cuántica ha sido de vital importancia para poder describir adecuadamente los procesos que operan al interior de la maquinaria fotosintética. Abordar esta nueva física es entonces un “debe” para quien desee profundizar realmente en el tema.
El desarrollo matemático que encabeza este blog es una invitación a abordar esta nueva física. M intención al escribir este blog es presentar de una manera sencilla el desarrollo de la función, resaltando en colores los aportes que para llegar a la misma tuvieron la relatividad especial, la mecánica cuántica y la física clasica.
Orlando Rodríguez
3 de julio , 2025
LECTURA ABSOLUTAMENTE RECOMENDADA:
David Derbes. A Student´s Guide to the Schrödinger Equation
Andeantrees 