(Ariadne GALLARDO FIGUEROA es comunicadora social y reportera de radio, especializada en la publicación de entrevistas sobre Ciencia y Tecnología)


Dr. Francisco Carlos LARIOS FORTE
CINVESTAV: Centro de Investigación y Estudios Avanzados del I.P.N..
(Unidad Mérida: http://www.mda.cinvestav.mx )

Es precisamente gracias a la ciencia que hemos avanzado como humanidad, los fenómenos naturales en manos de los científicos han logrado desentrañar la diversidad de nuestro entorno.

La física estudia todo lo relativo a la materia, proviene del griego, physikos, de Phycis, naturaleza, es la ciencia que estudia las propiedades de los cuerpos y las leyes que tienden a modificar su estado o su movimiento sin cambiar sus cualidades. Sin embargo, el avance en los nuevos descubrimientos da pauta a conceptos distintos que tienden a replantear lo que se tenía por conocido, por ello resulta interesante platicar con el Físico teórico del departamento de física aplicada del Cinvestav, Dr. Francisco Carlos Larios Forte, en primer término para preguntarle lo siguiente:

¿Hasta que punto la teoría de la relatividad de Albert Einstein, nutre a la mecánica cuántica? Cuando se nos ha hecho creer que estos conceptos son dos cosas distintas. ¿Hay alguna relación o no la hay?

La teoría cuántica y la teoría relativista se complementan, no se contradicen, ambas tienen sus campos de acción y pueden conjuntarse para formar lo que llamamos mecánica cuántica relativista. En el caso específico de la unión de mecánica cuántica con relatividad especial, no general.

Hoy en día los físicos de partículas elementales trabajamos con una teoría que se llama teoría de campo, es básicamente mecánica cuántica relativista, viene de la unión de la teoría de la relatividad de Albert Einstein y la mecánica cuántica de Max Planck; entonces no son contradictorias, al contrario -reitera el físico Larios Forte- se complementan para formar una nueva teoría.

Planck

Einstein

La pregunta obligada es ahora ¿qué significa relatividad, en qué fenómenos se observa y en cuanto al concepto cuántico que lo define?

Relatividad o teoría relativista tiene que ver con fenómenos de alta velocidad, comparada ésta con la velocidad de la luz, que es lo más rápido que se puede encontrar en la naturaleza. Muchos fenómenos se presentan a velocidades muy pequeñas comparadas con la rapidez de la luz, los fenómenos que se dan en la vida cotidiana y que estamos acostumbrados a ver todo el tiempo, no permiten que nos percatemos de la naturaleza relativista, por ello percibir la teoría de la relatividad como algo presente, no fue fácil, pasaron muchos años para que los físicos se dieran cuenta que era necesario establecer principios como los formulados por Einstein, para poder ver claramente que hay que estudiarlos sobre la base de velocidades muy altas.

Ahora bien, mecánica cuántica es una teoría que tiene que ver con cosas muy pequeñas, a nivel atómico, de tal forma que el ojo humano no puede ver, de igual forma fue hasta hace muy poco tiempo que los físicos se dieron cuenta del universo cuántico.

Nota: En 1926 se formuló matricialmente la mecánica cuántica no relativista -haciendo desempeñar a matrices de operadores el papel que en la formulación de Schödinger-de Broglie tenían las funciones de onda- del mismo modo que en la mecánica clásica resultaron equivalentes las formulaciones de Newton, Lagrange y Hamilton. Las representaciones ondulatorias y matricial resultaron ser, pues, equivalentes.

La nota que apunto de mi búsqueda para explicarme un poco el seguimiento que llevó a los científicos al logro de una nueva teoría, tal vez no sea tan esclarecedora como las palabras del Dr. Larios Forte, pero se acerca al grado de complejidad que antecedió a los físicos para darse cuenta del universo cuántico, como el investigador del Cinvestav, nos comenta.

Pero sigamos con la entrevista:

Los fenómenos cuánticos sólo pueden ser observados indirectamente - apunta el profesor de física Larios Forte- por tanto al unirse la mecánica cuántica con la relativista, se forma lo que llamamos mecánica cuántica relativista, ésta como una teoría grande, que abarca una totalidad y contiene un caso especial que se conoce como mecánica cuántica no relativista.

En tal sentido Dr. Francisco Carlos Larios, ¿cómo puede un científico asegurar que está en presencia de un fenómeno cuántico?

Para llegar a percatarnos de un fenómeno tal, primeramente debemos formularnos preguntas de aquello que está ocurriendo a nivel atómico. Para poder detectar dichos fenómenos requerimos de aparatos especiales que se relacionan con conceptos sub-atómicos y de nanotecnología, por dar un ejemplo, pero los fenómenos cuánticos se dan todo el tiempo, otro ejemplo que puedo darle esta en la luz de neón, esa de las lámparas llamadas de luz fría, que consumen menos energía que las incandescentes, sí uno quiere entender cómo es que gracias al paso de la electricidad emiten esa luz, pues al respondernos, encontramos un fenómeno cuántico.

Por último le interrogo respecto al momento en que un científico se relaciona con su objeto de estudio, ¿cómo puede afirmar que ha encontrado un nuevo nivel de conocimiento?, en el entendido de que ningún enunciado de la física debe entrar en contradicción con las leyes universales de la cual se deriva:

Primero que nada, las leyes o principios fundamentales de la física no son una palabra final, hoy mismo, contamos con leyes, sí, pero no son una noción terminada o final. Sabemos que esas leyes o principios han sido propuestas por los seres humanos, las escribimos y nos basamos en ellas, pero vienen de nosotros mismos y las postulamos para entender y explicar los fenómenos de la naturaleza, que es algo que ocurre independientemente de nosotros, que está ahí y que queremos estudiar.

Ahora bien, tenemos los principios, las leyes y a partir de éstas, que desde luego están escritas en forma de ecuaciones matemáticas, deducimos explicaciones para los fenómenos que vemos y, planteamos distintas ecuaciones y soluciones derivadas de los principios fundamentales y encontramos que explican los fenómenos que vemos, entonces decimos que nuestras leyes y principios son ciertos.

Sin embargo, hay circunstancias en las cuales aparece de repente un fenómeno que no podemos explicar y, esto se puede presentar porque las ecuaciones son muy complicadas y nuestra mente humana está limitada y no puede resolver ciertas explicaciones y dar soluciones a determinados fenómenos.

Entonces no tenemos porqué sospechar que hay un problema con los principios y fundamentos de la ciencia, ya que el problema radica en la explicación del fenómeno que resulta muy complejo -reflexiona el físico teórico- a veces puedo encontrar y darme cuenta en las ecuaciones que realizo de un fenómeno o experimento, que se encuentran en contradicción con los principios fundamentales. Cuando esto ocurre me tengo que replantear y modificar algunos de mis principios y es así como la física va cambiando.

De esta forma entendemos en el siglo XIX a la física clásica, consecuente con las leyes de Newton y cuando ciertos fenómenos no pueden explicarse, surge la mecánica cuántica y en ella notamos que hay una evidente modificación de la física de Newton.

La dinámica viva de la investigación científica es apasionante y al mismo tiempo, el quehacer de su aplicación, divulgación y extensión investigativa va encontrando nuevos ámbitos en el soporte de la sociedad que demanda nuevas respuestas y se plantea nuevos retos, con esta reflexión quisiera finalizar mi trabajo con las palabras del Ing. Manuel Carrillo, que en 1941 fuera precursor y director del Instituto Politécnico Nacional, que viene a ser la base académica del Cinvestav:

“A pesar de su letargo celestial, el sabio es eminentemente humano, a veces infantil. Es feliz por la simple mención de los temas de su especialidad, escucha con interés y pocas veces con emoción las sugerencias de otros; su semblante se ilumina cuando afluye la idea o cuando concibe el concepto”

Sin duda cada científico se entusiasma ante el tema de su línea de investigación y resulta muy grato poder conocer de cerca aquello que es parte de su universo y que de forma silenciosa, se convierte poco a poco en parte de nuestra vida cotidiana.