Mecánica cuántica. Los doctores del Espín VII

Lo que George Uhlenbeck estaba proponiendo era el “espín cuántico”, es decir el espin de “doble valor”, espín hacia arriba o espín hacia abajo, e imaginaba a estos dos estados posibles del espín, como un electrón que, mientras se desplaza en torno al núcleo atómico, también rota sobre un eje vertical, en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario al de dichas agujas. Y, en la medida en que lo hace, el electrón puede generar su propio campo magnético y, actuar como una especie de barra imantada subatómica.

Inicialmente se creía que cualquier órbita electrónica, sólo podía contener un par de electrones, uno con espín “hacia arriba” y, el otro, con espín “hacia abajo”. Sin embargo, las dos direcciones del espín poseen energías muy similares, aunque no idénticas, lo que genera dos niveles energéticos ligeramente diferentes, que dan lugar a los dobletes (dos líneas muy próximas en el espectro, en lugar de una) que se hallan presentes en el grupo de los álcalis.

Uhlenbeck y Goudsmit, mostraron el espín de electrón puede ser más o menos ½, valores que satisfacen la restricción de Wolfgang Pauli, del cuarto número cuántico de la “duplicidad”. Paul Ehrenfest no estaba muy seguro, razón por la cual escribió a Hendricks Antoon Lorentz, solicitándole “su opinión y consejo, sobre una idea muy ingeniosa”.

Aunque Lorentz ya tenía 72 años, estaba retirado y vivía en Haarlem, todavía viajaba a Leiden una vez por semana, para enseñar. “Lorentz no se demostró desalentador – dijo, al respecto, Uhlenbeck – sino tan solo se mostró un poco reticente, dijo que era interesante y, qué pensaría al respecto”. Una o dos semanas más tarde, Uhlenbeck regresó para recibir el veredicto de Lorentz, quien le entregó un montón de documentos, llenos de cálculos que apoyaban una objeción, a la noción misma del espín. Cuando Uhlenbeck le pidió a Ehrenfest, que no enviase el artículo a una revista, ya era demasiado tarde. “Son ustedes lo suficientemente jóvenes, como para cometer una estupidez.

Cuando, el 20 de noviembre, el artículo vio la luz, Niels Bohr se mostró muy escéptico. Al mes siguiente, Bohr viajó a Leiden, para participar en las celebraciones que jalonaban, el quincuagésimo aniversario del doctorado de Lorentz. Cuando su tren llegó a Hamburgo, Pauli estaba esperándole en el andén, para preguntarle lo que pensaba, acerca del espín de los electrones. Me parece un concepto “muy interesante", dijo entonces Bohr, un comentario muy manido que significa que, en su opinión, estaba equivocado. Y cuando el tren llegó a la estación de Leiden, dos hombres impacientes, por conocer su opinión sobre el espín, esperaban a Bohr: Einstein y Ehrenfest.

Bohr subrayó su objeción sobre el campo magnético y, se sorprendió, cuando Ehrenfest le dijo que Einstein ya había resuelto ese problema, invocando a la relatividad. Y esa explicación, como Bohr admitió posteriormente, era “toda una revelación”. Ahora estaba seguro, de que cualquier problema pendiente sobre el espín del electrón, acabaría, más pronto o más tarde, resolviéndose. La objeción de Lorentz, estaba basada en la física clásica, de la cual él era un maestro. Pero el espín del electrón era, por su parte, un concepto cuántico. Así pues, este problema concreto, no era tan serio, como inicialmente parecía. “Nunca, desde entonces, he estado más seguro de que nuestros problemas, están a punto de concluir”, afirmó Bohr en marzo de 1926.

Pues eso.

(Continuará.)