Niels Bohr y Werner Heisenberg. Matrices
- Escrito por Emilio Alonso Sarmiento
- Publicado en Tribuna Libre
Como apuntábamos en el texto anterior, Werner Heisenberg, además de ser un físico brillante, era un montañero de primera, memorizaba largos paisajes de Goethe y, rara vez dormía más que unas pocas horas. Pese a dichos obstáculos, también se las arregló para seguir siendo humano y, no tardó en alcanzar un estrecho entendimiento con Niels Bohr. Fue Heisenberg el que encontró la manera, de superar lo ilógico, del “principio de correspondencia” de Bohr. Tanto el esquema cuántico de la estructura atómica (el modelo Bohr-Sommerfeld) como el esquema mecánico clásico (el modelo de tipo “sistema solar” de Rutherford) estaban de acuerdo en que el átomo emite energía (luz) que produce el espectro de emisión del átomo.
Pero según la teoría cuántica, esta luz viaja en forma de cuantos (paquetes de energía u ondas-partículas), es decir, de manera discontinua. La teoría cuántica explica incluso, porque la luz viaja así: porque cada vez que los electrones “saltan” de una órbita fija a otra, liberan “cuantos” de energía. Sin embargo, según la mecánica clásica, la luz se transmite en ondas continuas, de forma constante. Según el “principio de correspondencia” de Bohr, la mecánica clásica y la teoría cuántica, convergen en las frecuencias bajas, hasta el punto de ofrecer las mismas respuestas y ser “idénticas”. Pero esto no podía ser así. Una cosa es continua o es intermitente, ¡no puede ser ambas cosas a la vez!
Pero Heisenberg encontró una manera brillante, de esquivar esta contradicción lógica. Sólo las propiedades medibles del átomo, deben considerarse “reales”. El concepto del átomo como diminuto sistema solar – concuerde con el modelo Bohr-Sommerfeld, o con el modelo clásico – fue abandonado sin más. Como dijo Heisenberg: “¿Por qué hablar de un electrón invisible, orbitando dentro de un átomo invisible? Si no se pueden ver, no son significativos”. No importa visualizar algo como una onda continua, o una partícula discontinua. Esto es irrelevante, si lo que nos concierne es la “medición”. Todas las mediciones dependen de cómo se tomen, pero los resultados no pueden dejar de concordar unos con otros. Son sólo resultados.
Era una intuición brillante ¿pero como iban a expresarse dicha “mediciones” de manera significativa, sin un esquema mental, sobre el que encajarlas? (es decir, un modelo, como el del átomo “sistema solar”). La manera de superar el problema, fue disponer las diferentes mediciones, en líneas y columnas, en forma de matriz.
Así, aplicando la teoría de matrices, sería posible predecir valores futuros para variables físicas (como las de las partículas) y probabilidades matemáticas para estados energéticos cambiantes (como los de las ondas). Estas columnas rectangulares de cifras, resultaron mucho más útiles, que cualquier sistema visual del átomo. Facilitaron la primera forma consistentes de mecánica cuántica, que permitió hacer predicciones, de un modo semejante, al de la mecánica clásica.
Pues eso.
(Continuará.)
Emilio Alonso Sarmiento
Nacido en 1942 en Palma. Licenciado en Historia. Aficionado a la Filosofía y a la Física cuántica. Político, socialista y montañero.
