La cuántica y sus cuentos

Las perturbaciones de un corazón: sistema de un electrón excitado

Los electrones en los átomos viven en orbitales, en funciones de onda que dan valores determinados de energía en la ecuación del señor al que le gustan los gatos vivos y muertos. Los electrones pueden estar en lugares determinados a velocidades indeterminadas o pueden tener velocidades determinadas en posiciones indeterminadas. Casi todo lo que sabemos de ellos es producto de nuestra creatividad y de los científicos locos que han dedicado años a crear cálculos y fórmulas que lograran describir su comportamiento.

Sin embargo, hay un fenómeno particular que ocurre en el mundo cuántico y que nos puede ocurrir en cualquier momento a cualquier velocidad que transitemos en nuestra mundana cotidianidad ¿Alguna vez se han sacado de onda?

Imaginemos por un momento que Marie Skłodowska estudia en el departamento de química de la mejor universidad del país, ella vive en el mundo real con cosas reales, a veces pasa mucho tiempo en su mundo imaginario pensando en átomos que pueden brillar de colores neón o tal vez piensa en cuantos gatos podría necesitar para formar una banda de rock. En todo caso, Marie disfruta de una cotidianidad que siempre le brinda el mismo gasto energético, ni mucho más, ni mucho menos.

Ella llega al departamento de química a estudiar para pasar su clase de átomos y moléculas, después asiste al laboratorio para estudiar las sales de uranio y su comportamiento en las placas fotográficas. De vez en cuando sale a comer un bocadillo con sus amigos y finalmente vuelve al laboratorio, pues quiere ser una gran científica que descubra algo que la lleve a ganar algún premio Nobel por sus grandes contribuciones a la sociedad. Marie Skłodowska es un electrón que compone el sistema sencillo de un átomo de un solo electrón y protón, un sistema que gira sin parar. Siempre se mantiene a la misma distancia de su núcleo, se mantiene estable, incluso ante situaciones adversas como perder un examen o fallar en la síntesis de algún compuesto; nada es lo suficientemente grave como para sacarla de su estado de más baja energía, su estado basal.

Pero ¿qué pasó el día en que llegó James Prescott Joule a la vida de Marie?

James Prescott Joule (o Jules para los amigos) famoso estudiante del departamento de física fue introducido a la vida de Marie como un conocido más, alguien lejano que ella vislumbraba a la distancia. Su presencia se divisaba en la lejanía como un fotón proveniente de un haz de luz que viajaba en alguna dirección incierta, en el inmenso vacío de la existencia misma. La vida de Marie continuo en aquel estado basal que tanta tranquilidad le brindaba. Era un ser imperturbable o al menos, eso era lo que ella pensaba.

Los días pasaron, el primer examen de átomos y moléculas se acercaba, las lluvias torrenciales azotaban el basto campus universitario cubriendo a todos de enfermedad y humedad. Las noches en vela al estudiar aquellas formulas incomprensibles que contenía la información de energía de los sistemas atómicos que Marie imaginaba en su cabeza, estaban pasando factura aquella fría tarde de lunes.

Los sistemas atómicos tienen una particularidad, se componen tanto de su factor de energía cinética, como de su factor de energía potencial. La energía cinética será la encargada de mantener al electrón en movimiento. La energía potencial serán aquellas interacciones específicas que están presentes en el sistema y lo perturban lo suficiente, para volverlo un sistema real; las atracciones o repulsiones entre cargas opuestas, las interacciones entre las partículas y los campos magnéticos son solo algunos ejemplos de aquello que puede ser potencial.

Lo curioso es que, en la vida cotidiana, también tenemos energías cinéticas y potenciales que afectan nuestros propios sistemas.

Volviendo a Marie aquella fría tarde de lunes, los campos magnéticos del destino estaban a punto de afectar más de un sistema. Recordemos, querido lector, que la imaginación es clave en esta historia, así como la perspicacia.