VIII. LAS PRIMERAS IDEAS CUÁNTICAS

LAS primicias cuánticas se deben a Planck y a Einstein. En la Navidad de 1900, el gran teórico alemán Max Planck presentó ante la Academia de Ciencias de Berlín un postulado extraño. Para explicar la radiación que emiten los cuerpos incandescentes, Planck se vio forzado a suponer que la energía electromagnética se produce y propaga en múltiplos de un paquete de energía, cuanto como lo llamó. El cuanto de energía es proporcional a la frecuencia de la onda, con una constante de proporcionalidad h, que luego llevó el nombre de Planck. Con esta rara suposición, tan ajena a la física clásica, Planck pudo explicar lo que se observaba experimentalmente para la radiación que emitía un cuerpo cuando se aumenta su temperatura. La idea de los cuantos se origina, pues, en un problema termodinámico que era un verdadero quebradero de cabeza para los científicos de fines del siglo XIX.

Es de imaginarse la conmoción científica que produjo la hipótesis de Planck, verdadero origen de la física moderna. Poco tiempo después, tan sólo cinco años, Einstein volvió a emplearla para explicar otro extraño fenómeno, el efecto fotoeléctrico. Cuando se ilumina con luz a ciertos materiales éstos pueden, en las condiciones apropiadas, hacer que se cierre un circuito eléctrico. Este fenómeno es la base de las celdas fotoeléctricas usadas comúnmente hoy en día, para evitar que se cierre la puerta de un elevador por ejemplo. Otra vez, la teoría electromagnética clásica, que supone la luz como una onda, es incapaz de explicar el efecto. En cambio, si se supone que el cuanto de luz existe, y que le comunica toda su energía a los portadores de la electricidad que están en el material fotoeléctrico, los resultados experimentales se adecuan a la teoría. Ese mismo año de 1905, el oscuro empleado de la oficina de patentes de Berna explicó el efecto fotoeléctrico, inventó la teoría de la relatividad de la cual luego hablaremos y explicó las observaciones hechas cien años antes por el botánico inglés Robert Brown, sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en un fluido, el conocido movimiento browniano. Quince años después, Einstein recibiría el premio Nobel de Física por su explicación del efecto fotoeléctrico.

Veamos ahora cómo evolucionaron estas ideas cuánticas para entender el átomo.