El nacimiento del “Cuanto”

En primer lugar, como ya se sabía desde la antigüedad, que si una substancia (por ejemplo el hierro) se calentaba, primero adoptaba un brillo rojo apagado, después un rojo más brillante y, por último, blanco. Esto se debe a que las longitudes de onda (de la luz) son más largas ante temperaturas moderadas y, a medida que se eleva la temperatura, se van haciendo más cortas. Los estudios realizados sobre cuerpos aun más calientes – como por ejemplo las estrellas – demuestran que el siguiente paso, es la desaparición de las longitudes de onda mayores, de manera que el color se desplaza de forma gradual, a la zona azul del espectro.

Este hecho tenía fascinado a Planck, así como la relación que mantenía, con un segundo misterio: lo que se conocía como el “problema del cuerpo negro”. Recordemos que un cuerpo negro perfectamente formado, es aquel que absorbe con igual facilidad, cualquier longitud de onda de una radiación electromagnética. Es cierto que un cuerpo así no existe en la naturaleza, aunque sí podemos encontrar algunos que se aproximan: el “negro de humo”, por ejemplo, absorbe el 80% de cualquier radiación. Según la física clásica, un “cuerpo negro” sólo debería emitir radiación de acuerdo con su temperatura, y debería emitirla en todas las longitudes de onda. Los experimentos que Planck llevó a cabo, sobre el “cuerpo negro” construido con porcelana y platino, demostraron que eso cuerpos negros se comportaban al calentarse, de una manera similar al hierro: en primer lugar adquiría un color rojo apagado, después se tornaba en un rojo anaranjado brillante y, por fin, en blanco. Pero aún quedaba por resolver el porqué.

Al parecer, la idea revolucionaria de Planck surgió alrededor del día 7 de octubre de 1900. Pues ese día envió una tarjeta a su colega Heinrich Rubens, en la que había esbozado una fórmula, que explicaba el comportamiento de una radiación en un “cuerpo negro”.

Lo esencial de su idea, en principio de base matemática, era que la radiación electromagnética, no tenía un carácter continuo como se pensaba, por el contrario, sólo se podía emitir en paquetes de un tamaño determinado. Recordemos que Newton había afirmado, que la energía se emitía de manera continua, y la propuesta de Planck contradecía este principio.

Cuando el 14 de diciembre de ese mismo año, Planck habló ante la Sociedad Física de Berlín, ya había desarrollado por completo su teoría. Parte de ésta consistía en el cálculo, de las dimensiones del pequeño paquete de energía, que él llamó “h”, y que más tarde recibiría el nombre de “constante de Planck”. Según sus cálculos, su valor era de 6,55 x 10 elevado a -27 ergios por segundo (un ergio, como sabemos, es una pequeña unidad de energía). Cuando un cuerpo se calienta, emite en primer lugar, paquetes de luz de menor energía. A medida que aumenta el calor, el objeto puede emitir, paquetes de mayor energía. Planck había identificado, estos pequeños paquetes de energía, como la pieza básica, e indivisible, del universo, el equivalente a un “átomo” de radiación, al que llamó “cuanto”. Venía a confirmar que la naturaleza, no es un proceso continuo, sino que se mueve mediante una serie, de impulsos extremadamente pequeños. Se trataba del inicio de la física cuántica.

Las ideas de Planck, fueron acogidas con una gran indiferencia. Quizá debido a que no fueron pocas, las teorías que había desarrollado, a lo largo de los veinte años anteriores, y que resultaron ser erróneas. Hicieron falta cuatro años, para que alguien se diera cuenta de su importancia. Y resultó que ese “alguien”, fue un hombre que creó su propia revolución. Su nombre era Albert Einstein.

Pues eso.