El mundo cuántico, un libro que hay que escribir todavía

¿Cómo es que la materia no pierde sus propiedades a pesar del desplazamiento de sus partículas? La doctora Ana María Cetto trabaja con un grupo de físicos mexicanos en el desarrollo de una teoría que busca responder a esta pregunta 

Ciudad de México (N22/Karen Rivera).- El universo está compuesto de materia, partículas pequeñitas con propiedades físicas y químicas que tienen una función específica. La mecánica cuántica estudia estos objetos a escala subatómica. Si recordamos que la materia está constituida de átomos, mismos que tienen un núcleo central formado por protones y alrededor de éste giran los electrones ¿Cómo es que la materia no pierde sus propiedades a pesar del desplazamiento de sus partículas? La doctora Ana María Cetto trabaja con un grupo de físicos mexicanos en el desarrollo de la teoría de electrodinámica estocástica, que busca responder a esta pregunta y fundamenta la mecánica cuántica.

«Si tú ves una piedra y la tomas y la sientes así dura, sólida, la dejas reposar, regresas al día siguiente, está en el mismo lugar, igual de dura manteniendo su forma, ¿cómo es que guarda su forma si sabemos que en el interior de ella todo el tiempo se están moviendo las partículas? Bueno, pues es porque, de acuerdo a lo que hemos aprendido en mecánica cuántica, hay situaciones estables para los átomos que hacen que éstos permanezcan prácticamente en su lugar y que no se deshaga la materia, a pesar de todos esos movimientos internos que hay, agitaciones caóticas, eso parece una contradicción, y para entender eso hay que investigar a fondo a qué se debe la estabilidad de la materia, y es a lo que nosotros nos hemos dedicado.»

Pero, ¿por qué la materia se nos presenta de forma estable si su interior está en constante movimiento? De acuerdo con la electrodinámica estocástica, la clave está en el campo de radiación de punto cero, el «vacío electromagnético», se sabe que existe, pero no siempre se le toma en cuenta. 

«Todo el universo está permeado por este campo de radiación electromagnética, entonces la materia todo el tiempo está interaccionando con ese campo, y por eso, a esto se debe que hay unas posibles órbitas estables de los átomos y de las moléculas, porque todo el tiempo están recibiendo energía de este campo y también le están cediendo energía al campo, entonces hay una interacción entre campo y materia.[…] Resulta que la materia se cuantiza por acción de este campo y al interactuar con el campo excitado, también el campo se nos presenta como cuantizado, y a eso llamamos los corpúsculos de la luz, los fotones.»

En física clásica existen ondas sonoras o electromagnéticas y también existen partículas como una bola de billar, lo que plantea la mecánica cuántica es que una partícula como un fotón puede actuar como electrón y como onda a la vez. No es que las partículas se transformen en ondas, pero resulta que bajos ciertas condiciones éstas presentan un comportamiento ondulatorio. El vacío electromagnético es el culpable del carácter ondulatorio del movimiento de los electrones, es decir, como los electrones de los átomos están en contacto permanente con este campo, al tiempo que pierden energía de radiación mientras giran en torno al núcleo, también ganan energía por el golpeteo del campo. Cuando se llega a un equilibrio entre la energía perdida y la energía ganada, se pueden tener las órbitas estables.

«Yo creo que lo más interesante es que las respuestas que estamos encontrando acerca de ese comportamiento cuántico, con lo cual deja de ser un misterio o un enigma, todas tienen que ver con hecho de que la materia no está sola en el universo, está rodeada por campos, está rodeada por campos electromagnéticos. […] Y lo más importante para nosotros, pensamos, es habernos convencido de que no podemos pensar en la materia como si fuera un ente aislado porque siempre está rodeado de ese campo que la estabiliza. […] El hecho es que el mundo cuántico es todavía un libro abierto. Un libro del que hay que escribir todavía muchas páginas, pero del que vamos a poder entender muchísimo y creo que en los años futuros.»