En el marco del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas, Miguel Hoyuelos, doctor en Física, investigador del CONICET y egresado del Instituto Balseiro, compartió una reflexión sobre los orígenes, el impacto y las aplicaciones de esta disciplina revolucionaria. Recordó que el 14 de abril fue elegido como el Día de la Física Cuántica porque el valor de la Constante de Planck “es aproximadamente 4,14 x 10^-15 electronvolt-segundos”. Cuatro catorce (como ponen las fechas los norteamericanos), o al revés, catorce cuatro: 14 de abril. 

En diálogo con Los datos del día, por Radio Mitre Mar del Plata, explicó que Max Planck, a principios del Siglo XX, revolucionó la ciencia al proponer que la energía no se emite de forma continua, sino en paquetes discretos llamados “cuantos”. “Planck sugirió que la energía de cada cuanto es proporcional a la frecuencia de la radiación multiplicada por la constante de Planck. Esta idea de la cuantización de la energía marcó un cambio radical en nuestra comprensión del universo”, afirmó.

Sobre el electronvolt-segundo, Hoyuelos aclaró que se trata de una unidad de energía minúscula, usada para medir partículas a nivel atómico, mucho menor que el kilovatio-hora de una factura eléctrica. Esta unidad, relacionada con la constante de Planck, refleja la naturaleza discreta de la energía, un concepto que, según el científico, “abrió las puertas a la mecánica cuántica” al explicar fenómenos como la radiación de cuerpo negro, inexplicables con la física clásica.

La física cuántica, según describió Hoyuelos, estudia el comportamiento de la materia y la energía a escalas atómicas y subatómicas, surgiendo a principios del Siglo XX ante fenómenos que desafiaban las leyes clásicas. “Se descubrió que la energía se emite o absorbe en paquetes discretos, llamados ‘cuantos’ o ‘fotones’, cuya energía depende de la frecuencia de la luz multiplicada por la constante de Planck”, explicó, subrayando que esta idea sorprendió a la comunidad científica y sentó las bases de la mecánica cuántica.

El científico destacó el rol de Werner Heisenberg, cuya contribución es celebrada en el Año Internacional de la Cuántica 2025, que conmemora el centenario de su principio de incertidumbre y la mecánica matricial. “Heisenberg es una figura fundamental. Su trabajo estableció las bases para entender cómo las partículas se comportan en el mundo cuántico”, afirmó. Este hito, según Hoyuelos, justifica la importancia de esta celebración, que busca acercar la física cuántica al público. “Es una oportunidad única para mostrar su relevancia, no sólo como teoría fundamental, sino por su impacto en la tecnología y nuestra comprensión del universo”, señaló.

Sobre las aplicaciones prácticas, Hoyuelos enfatizó que la física cuántica está presente en la vida diaria. Los semiconductores, base de computadoras y celulares, dependen de la mecánica cuántica para el funcionamiento de los transistores. “Sin la física cuántica, no tendríamos la tecnología actual”, afirmó. También destacó los láseres, desarrollados en los años 50 y 60 a partir de predicciones cuánticas.

“La posibilidad de generar luz coherente, con una sola frecuencia y ondas en fase, los hace esenciales en medicina, telecomunicaciones y más”, explicó. Otros ejemplos incluyen los LED, el efecto túnel en memorias de computadoras, la resonancia magnética basada en el spin cuántico y los avances en genética gracias a la comprensión cuántica del ADN. Aunque la computación cuántica aún no ha alcanzado aplicaciones masivas, Hoyuelos expresó optimismo: “Las investigaciones continúan y esperamos resultados significativos en el futuro”.

El láser, según Hoyuelos, ilustra cómo la investigación básica puede generar revoluciones tecnológicas. “En los años 60, los científicos buscaban validar la teoría cuántica, sin pensar en aplicaciones prácticas. El láser resultó en herramientas como la fibra óptica, la lectura de códigos de barras y las terapias médicas”, comentó. Esta conexión entre ciencia pura y aplicaciones prácticas llevó a Hoyuelos a reflexionar sobre el valor de la investigación sin fines inmediatos. “Las grandes revoluciones tecnológicas suelen venir de la investigación básica, que busca entender la naturaleza sin un fin aplicado. Las aplicaciones son consecuencias de ese conocimiento profundo”, afirmó.

“No es sólo una teoría abstracta; está en la base de tecnologías que usamos todos los días y nos ayuda a entender el universo a un nivel fundamental”, comentó Hoyuelos, quien invitó a aprovechar el Mes de la Física Cuántica y el Año Internacional de la Cuántica para valorar esta disciplina y explorar sus posibilidades, reafirmando su impacto transformador en la ciencia y la sociedad.

El doctor en Física Miguel Hoyuelos dio una clase de su especialidad, física cuántica, en una interesante entrevista con “Los datos del día” de Radio Mitre Mar del Plata (FM 103.7). Repasó varios conceptos básicos, desde sus inicios y la contradición con las leyes de Newton, hasta el principio de incertidumbre de Heisenberg, que establece que no es posible conocer con certeza la posición y el momento de una partícula al mismo tiempo

“A nivel atómico, la física cuántica es fundamental para describir la estructura de los átomos. De hecho, es la teoría que uno debe utilizar para entender y describir lo que sucede en ese nivel, pero tiene consecuencias a nivel macroscópico. Y en química, lo que uno tiene que saber es la cantidad de electrones que se intercambian cada vez que se produce una reacción química y los niveles de energía de los electrones; todo eso está determiando por la teoría cuántica", detalló en primera instancia.

Pero además, el investigador del CONICET contempló que la física cuántica “te dice por qué existen niveles de energía en los átomos y por qué hay electrones que están más separados que se pueden despegar más fácil”, y remarcó que “el fundamento de la química lo logra explicar la mecánica cuántica, al igual que los colores de los materiales, la dureza, las propiedades de conductibilidad o resistencia”. 

Asimismo, comentó que “la mecánica cuántica y la relatividad fueron las grandes revoluciones que cambiaron a la física en las primeras décadas del siglo XX”, y que con respecto a la mecánica newtoniana, “son las leyes que se ven en la escuela y explican el comportamiento de las cosas a nivel humano, como ver caer un objeto, oscilar un péndulo o un plano inclinado”.

No obstante, el profesor de la Universidad Nacional de Mar del Plata (UNMdP) subrayó que “cuando se quieren extender esas mismas leyes newtonianas a escalas muy pequeñas, comienzan a fallar”, y que son problemas que se notaron a fines del siglo XIX, principalmente “la estabilidad de los átomos”.

En esa línea, agregó: “No podía ser que los electrones se quedaran dando vueltas. Según las leyes de Newton, eso no podía ser estable, sino que debía colapsar y caer al núcleo que tienen. Pasaron varios años hasta que apareció Max Planck, que fue el primero, y trajo la constante de Planck, que tiene que ver con la cuantización de los niveles de energía. Una de las razones por las que los átomos no colapsan es que la energía está cuantizada y no pueden tomar cualquier valor de energía”.

Pero para entender la energía a nivel atómico, el doctor en Física explicó que “hay niveles de energía que están cuantizados" y que "los átomos pasan de a saltos de un nivel a otro, y cada vez que saltan pueden absorver o emitir radiación, y esas mediciones de fotones fueron las que dieron origen a la mecánica cuántica”.

Por otro lado, al ser consultado por la posibilidad de que un objeto esté en dos estados al mismo tiempo, reconoció que es cierto y aseguró que “a nivel atómico, las cosas funcionan de manera rara”. 

“El principio de incertidumbre de Heisenberg dice que si conocés con precisión la velocidad de una partícula, no podés saber su posición, y que si medís con precisión su posición, no podés saber su velocidad. De este modo, no podés saber las dos cosas simultáneamente con mucha precisión. Podés saber cuál es la probabilidad de que esté en un lugar, pero no con certeza”, concluyó Hoyuelos.

El astrofísico canadiense James Peebles y sus colegas suizos Michel Mayor y Didier Queloz lograron hoy el Nobel de Física por su contribución al entendimiento de la evolución del universo y el lugar de la Tierra en el Cosmos, informó la Real Academia de las Ciencias de Suecia.

Peebles fue premiado por sus descubrimientos teóricos en cosmología física, mientras que Mayor y Queloz por el hallazgo de un exoplaneta orbitando una estrella de tipo solar, informó la agencia EFE.

Peebles es experto en cosmología, nació en 1935 en Winnipeg (Canadá) y está adscripto a la Universidad de Princeton (EE.UU). Según el comité Nobel, "el marco teórico desarrollado a lo largo de dos décadas por Peebles es la base de nuestra comprensión moderna de la historia del universo, desde el Big Bang hasta nuestros días".

Mayor nació en 1942, compartió buena parte de su trabajo de investigador con su colega y compatriota Queloz, nacido en 1966, y ambos trabajan en la Universidad de Ginebra.

Los dos han explorado la Vía Láctea en busca de mundos desconocidos, fueron los primeros en descubrir en 1995 un planeta fuera de nuestro sistema solar, un exoplaneta, que orbitaba la estrella 51 Pegasi.

BREAKING NEWS: The 2019 #NobelPrize in Physics has been awarded with one half to James Peebles “for theoretical discoveries in physical cosmology” and the other half jointly to Michel Mayor and Didier Queloz “for the discovery of an exoplanet orbiting a solar-type star.” pic.twitter.com/BwwMTwtRFv

— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 8, 2019