Sobre las imprevisibles consecuencias de la investigación científica

Cuando un grupo de investigación científica busca fondos para llevar adelante su trabajo siempre se encuentra con el problema de que quien dará el dinero nada sabe, ni se preocupa por saber, de lo que los científicos hacen. Suele hablarse, sobre todo al momento de rechazar un proyecto, de «incentivar las tecnologías de alto impacto social» y demás cosas sin sentido. ¿Porqué sin sentido, se preguntará el lector? Bien, la historia, sumamente resumida, que comentaré en esta entrada es una demostración más que clara de que nunca se puede decir de antemano si una investigación científica tendrá «alto impacto social» o no.

Todo comienza con un tema tan abstracto como lo pueda ser algo del nombre «radiación de cuerpo negro» y con un personaje llamado Max Planck que al estudiar un tema absolutamente teórico y alejado de la realidad dio el primer empujón a la revolución tecnológica del Siglo XX que me permite a mi escribir este artículo y a ti lector leerlo sin recurrir al papel y la tinta.

Un tema que interesó a muchos físicos teóricos a fines del Siglo XIX, principios del XX era la emisión de radiación electromagnética por cuerpos calientes. Ciertamente la invención de las lámparas incandescentes por parte de Edison tuvo algo que ver en este interés, pero pronto la investigación se derivó a modelos teóricos bastante alejados de la realidad como ser el «cuerpo negro» que nombré más arriba.

A grandes líneas, un cuerpo negro es un objeto que absorbe toda la radiación que le llega, no refleja nada y emite independientemente del material del cual está constituido en forma tal que solo su temperatura es importante.

Evidentemente tales objetos no existen en la naturaleza, solo son una aproximación: un objeto extremadamente caliente que brilla con luz propia en forma tan intensa que todas las otras radiaciones son despreciables respecto a lo que el objeto emite podrá considerarse como algo que se parece a un cuerpo negro.

El problema estaba en que cuando se querían aplicar las teorías científicas conocidas en la época (básicamente, el electromagnetísmo de Maxwell) al problema se obtenían resultados estrepitosamente absurdos como que el cuerpo contenía una cantidad infinita energía: la así llamada catástrofe ultravioleta.

Max Planck se interesó al estudio teórico de este tema a principios del Siglo XX y luego de trabajar por mucho tiempo logró construir una fórmula, basada en una suerte de interpolación de las fallidas teorías existentes, que explicaba los resultados experimentales que se obtenían con cuerpos que podían ser considerados como buenas aproximaciones a un cuerpo negro.

El punto estaba en justificar el porqué esa fórmula funcionaba… sobre todo considerando cómo aparecía considerada la energía en la misma.

Luego de trabajar mucho tiempo en el tema y de descartar una posibilidad tras otra, Planck se dio cuenta de que la única forma de explicar los resultados experimentales era considerar que la radiación emitida por el material no era un valor que pudiera variar en forma continua sino que tenía que salir en «paquetes» de valores bien definidos, valores que dependían solamente de la frecuencia (su color) de la luz emitida.

Este concepto de la energía como un número que solo podía tener ciertos valores bien definidos, donde los valores intermedios estaban prohibidos era completamente contrario a todo lo conocido hasta el momento… pero funcionaban a la perfección.

Estos «paquetes» de energía inspiraron a Albert Einstein a decir que toda la radiación electromagnética, no solo la emitida por los cuerpos estaba en realidad formada por partículas y no por ondas como se creyó hasta ese momento, concepto que le permitió explicar por primera vez en forma razonable un fenómeno sumamente curioso llamado «efecto fotoeléctrico»…

El hecho de que la luz, que siempre fue considerada una onda pudiera también comportarse como si fuera una partícula inspiró a su vez a Louis de Broglie para desarrollar la hipótesis complementaria: que partículas como los electrones podrían comportarse, bajo ciertas condiciones, como una onda: la «dualidad onda partícula» nació entonces como concepto, inspirando a varios científicos (Bohr, Heisenberg, Shrödinger…) a construir lo que luego se llamó «mecánica cuántica», teoría que explica no solo los cuerpos negros y el efecto fotoeléctrico, sino también el funcionamiento de los semiconductores, diodos, el fenómeno de magnetoresistencia gigante que da vida a los discos rígidos… en fin, a toda la tecnología que utilizamos a diario.

Y todo comenzó estudiando en forma teórica un interesante ente abstracto llamado «cuerpo negro»…

Cada tanto me pregunto que habría sucedido si los criterios que se utilizan hoy día para evaluar proyectos científicos hubieran sido aplicados al proyecto de Planck… muy probablemente estaríamos escribiendo en máquinas de escribir mecánicas, sin computadoras, sin satélites, sin tantas cosas.

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  1. #1 por ANGELUS-Ruy el 7 febrero, 2012 - 20:56

    Siempre habrá gente antisistema que harán lo que les salga de los huevos por el bien de la humanidad, sólo así se progresará.

    Esperemos que se llegue a la teoría de fuerzas unificada y tengamos una teoría única del universo, yo creo en ello y debería ser el objetivo más importante y prioritario para la física teórica. Seguro que servirá para más de lo que creemos.

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