Nada más propicio que sumarse a los festejos del Año Internacional de la Ciencia y laTecnología Cuánticas que leyendo el libro de distribución gratuita Cuentos cuánticos: más allá de la pseudociencia (enlace PDF), un antídoto necesario cuando mercaderes agregan el calificativo “cuántico” a productos y servicios que, sin sustento científico, ofrecen salud, rejuvenecimiento, bienestar, belleza y un largo etcétera de artilugios.

El libro consta de ocho capítulos y fue cocinado a varias manos: diez autores, dos
coordinadores y tres editores aferrados en desmitificar algunos conceptos complejos, contrastar interpretaciones pseudocientíficas y hablar de la mecánica cuántica y su siglo de avances en el área de la física “desde una perspectiva rigurosamente científica y accesible”.

Con claridad, precisión y amenidad, los autores nos invitan a zambullirnos en el mundo de lo muy pequeño. “La mecánica cuántica desafía nuestra intuición y redefine nuestra comprensión del universo”, se lee y lo comprobamos página tras página que desmenuza qué es la mecánica cuántica, con qué sí se relaciona y con qué no; llevarnos a viajes en el tiempo; hablar del “aura”; detallar aplicaciones tecnológicas, como la computación cuántica, y recordarnos desde conceptos básicos de física hasta “enredos cuánticos” que nos desafían a repensar nuestra realidad.

Cuentos cuánticos no es un libro de texto de teorías y experimentos físicos, sino una aventura lectora que transita de la superficie a las profundidades de saberes acerca del comportamiento de la materia y la energía a escalas subatómicas. En un esfuerzo por hacer más comprensible lo dicho con palabras, se incluyen ilustraciones e historietas gráficas.

Un recreo intelectual para descubrir que la mecánica cuántica nada tiene que ver con “misterios esotéricos”, sino con el avance de una nueva parcela de la física cuya cosecha se fundamenta en experimentos rigurosamente planeados y teorías matemáticas robustas.

De la superficie a las profundidades

Hacia 1900, fue el físico alemán Max Planck quien, al proponer que la energía no se emitía de manera continua, sino en paquetes discretos o “cuantos”, sentó las bases para el desarrollo de la mecánica cuántica y entender el mundo de manera diferente a la física clásica de Isaac Newton.

“Newton concebía un mundo determinista y continuo, la mecánica cuántica planteaba una realidad fundamentada en la probabilidad y la discontinuidad”. En la década de 1920, físicos como Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg y Paul Dirac desarrollaron la teoría cuántica en su forma moderna, se lee en el texto que nos lleva por un recorrido de la considerada “la mayor revolución científica del siglo XX”, por su impacto científico, tecnológico y filosófico.

“Desde la dualidad onda–partícula hasta el principio de incertidumbre, la cuántica
reconfiguró nuestra comprensión del universo. Los avances tecnológicos que de ella derivaron –como los semiconductores, los láseres y la computación cuántica– han transformado el mundo moderno, acercándonos a un futuro donde la ingeniería cuántica juega un rol central en el desarrollo de nuevas tecnologías.”

En México, a principios del siglo pasado, científicos como Manuel Sandoval Vallarta,
Marcos Moshinsky y Leopoldo García Colín fueron pioneros en compartir el conocimiento cuántico en el país y pugnar por su desarrollo que ahora abarca a diversas instituciones en toda la república mexicana.

Con ejemplos sencillos, en el capítulo uno, nos comparten dos puntos fundamentales de la mecánica cuántica: 1) los átomos, y otras partículas muy pequeñas, son ondas; 2) hacer mediciones modifica al sistema que estamos midiendo. A partir de estos podemos comprender qué es la mecánica cuántica y con qué sí y con qué no se relaciona.

El capítulo dos frente a la pregunta ¿por qué no podemos medir al mismo tiempo la
posición y la velocidad de un objeto con la precisión que queramos? nos lleva de la mano a entender el concepto de la dualidad onda–partícula de la mecánica cuántica y el principio de incertidumbre de Heisenberg y luego aclara: “esta incertidumbre en la medición simultánea de la posición y del momento, no se debe a nuestra incapacidad de llevar a cabo correctamente estas mediciones, sino que es un principio establecido por la naturaleza cuántica de todos los objetos que componen el universo”.

El capítulo tres responde a la pregunta qué es el aura. Nos remonta a civilizaciones
antiguas, representaciones arraigadas en el imaginario colectivo como “una luminiscencia corpórea” y esfuerzos de la ciencia por dar explicaciones. “La ciencia moderna ha logrado explicar, a través de la teórica cuántica, que toda la materia está compuesta de átomos, y estos átomos tienen niveles de energía diferentes. Cuando un electrón de un átomo cambia de nivel de energía ¡emite luz! Tan importante es este fenómeno que hoy día usamos estas emisiones características de luz como si de “huellas dactilares” se tratase. Así logramos identificar componentes de objetos muy lejanos y saber que existe agua en Plutón o hidrógeno en Alfa Centauro, aunque ninguno de nosotros pueda ir a estos objetos celestes. Estas huellas o emisiones de luz características se les conoce como espectros atómicos”

El siguiente capítulo nos introduce a conceptos como decoherencia cuántica y superposiciones, y ejemplifica con diversos desarrollos tecnológicos. “Allá donde coincidan dos o más ondas, habrá una superposición. Este es un fenómeno que percibimos diariamente y que resulta crucial para entender la decoherencia. Por ejemplo, al escuchar una banda, podemos escuchar la guitarra a la vez que estamos escuchando la voz gracias a la superposición. Matemáticamente, el sonido de cada uno de los instrumentos se describe mediante una onda. Cuando estos se emiten de manera simultánea, las ondas se suman o, en un lenguaje un poco más técnico, se superponen”.

El capítulo cinco, escrito por Karina Garay y Francisco Domínguez, investigadores del Departamento de Óptica del CICESE, nos recuerdan que los sistemas cuánticos –átomos y fotones– son gobernados por leyes que no aplican a los sistemas macroscópicos; por lo tanto, “los fenómenos que surgen debido a las relaciones de estos sistemas entre sí y de éstos con su ambiente, no son apreciables en la cotidianidad”.

En su texto explican cómo los sistemas cuánticos y sus propiedades son aplicados al desarrollo de tecnología, y se enfocan en la computación cuántica a la que aportan con sus investigaciones.