El gran legado de Max Planck: la mecánica cuántica

 Pocas disciplinas han revolucionado tanto el mundo de la ciencia como la que engloba a la teoría cuántica. Desde su primer planteamiento, la cuántica abrió las puertas a un mundo todavía desconocido hasta ese momento, el microscópico, y permitió establecer un nuevo enfoque que explicase el comportamiento de las moléculas, los átomos y el resto de partículas elementales, así como las interacciones que se dan entre ellos.

En su conjunto, es la teoría que se esconde detrás de todos los dispositivos electrónicos que utilizamos hoy en día, los láseres y los nuevos materiales. Sin embargo, detrás de todo ello se esconde la mente de un gran científico alemán: Max Planck.

Conocido por su famosísima ley de la radiación electromagnética, también conocida popularmente como Ley de Planck, este científico representa una de las grandes eminencias de toda la historia de la física. Detrás de su amplia contribución científica, se esconde desde un Premio Nobel hasta un enfrentamiento al mismísimo Hitler en defensa del digno trabajo de los investigadores judíos.

UNA CARRERA EJEMPLAR

Max Planck nació en Kiel, Alemania, el 23 de abril de 1858. Su familia tenía un gran legado académico y entre algunos de sus antepasados se encontraban profesores universitarios, abogados, juristas e, incluso, el padre del Código Civil de Alemania. Este entorno propició que Planck desarrollase todo su potencial entorno a diferentes disciplinas.

Por ejemplo, tenía un gran talento para la música que manifestaba tocando el órgano, el piano y el chelo. También demostraba mucha destreza en el estudio de las ciencias y la filosofía. De hecho, se cuenta que Planck se mostraba dudoso a la hora de escoger la Física como su rama de estudio pues, en aquel entonces, se pensaba que lo esencial ya estaba descubierto y que quedaban muy pocos huecos por llenar.

Sin embargo, finalmente sí se decantó por esa disciplina, la cual estudió en las Universidades de Múnich y Friedrich-Wilhelm. Con tan solo 21 años obtuvo su doctorado presentando una tesis basa en el Segundo Principio de la Termodinámica, exponiendo de esa forma su predilección por esa rama de estudio. A partir de ese momento, Max Planck inició su carrera como profesor universitario, que lo llevó primero a la Universidad de Múnich donde él mismo estudiara y, posteriormente, a la de Berlín. En esta última fue nombrado director de la Cátedra de Física Teórica.

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Retrato de Max Planck, ganador del Nobel de Física en 1918.

Allí en Berlín desarrolló casi por completo su carrera como científico y profesor. Enseñó física durante casi 37 años, en los cuales se ganó una reputación de genio exigente: en todo el tiempo que dio clases, tan solo 20 alumnos lograron graduarse. Ahora bien, entre esos pocos afortunados se encontraban mentes tan asombrosas como la de Lise Meitner, la madre de la fisión nuclear, o los científicos Max Von Laue y Walter Bothe, ganadores del Premio Nobel de Física en 1914 y 1954, respectivamente.

EL PADRE DE LA MECÁNICA CUÁNTICA

Desde su puesto en la Universidad de Berlín, Planck hizo algunas de las mayores aportaciones a la física de todos los tiempos, lo cual lo situó, históricamente, como una de las grandes mentes de esa disciplina. Su primer trabajo de reconocimiento fue, justamente, relacionado con la termodinámica. En él, el físico profundizó en el estudio de la teoría del calor, descubriendo paralelamente a Josiah Gibbs los principios fundamentales de ese modelo, claro está, sin haberlos conocido previamente, pues estos aún no habían sido divulgados públicamente.

Sin embargo, la mayor contribución de Planck llegó en el año 1900, en el cual propuso la ley de radiación electromagnética de un cuerpo negro, conocida popularmente comoLey de Planck. Con ella, el científico fue capaz de describir la radiación que emitía un cuerpo negro en equilibrio térmico. Lo interesante de esta ley es, sin embargo, que para enunciarla fue necesario establecer una constate fundamental, la constante de Planck (denotada mediante una h), que representaba la energía de un solo fotón, es decir, de una partícula de luz.

Poder afirmar que existía esa unidad significaba directamente que la radiación no podía ser absorbida o emitida de forma constante, sino que solo sería posible en determinados momentos y a través de pequeñas cantidades conocidas como “quantos”. Es una medida que trabaja con una escala tan pequeña que no es aplicable al mundo que nos rodea, sino que debe usarse a escala atómica. Esto significó la apertura de la investigación a escala microscópica y, por lo tanto, el punto de inicio de la mecánica cuántica.

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Max Planck en el congreso Solvay de 1911. En la imagen aparecen otros científicos aclamados de la época como Marie Curie, Albert Einstein o Ernest Rutherford.

Durante toda su carrera como investigador, Max Planck desarrolló una fuerte amistad con el también físico Albert Einstein. Ambos trabajaron juntos en sentar las bases de la cuántica tras los hallazgos del alemán. De hecho, mientras que Planck era decano de la facultad de Física de la Universidad de Berlín, Albert Einstein era profesor allí mismo, por lo que la colaboración fue cómoda y sencilla.

LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL

Sin embargo, la vida tranquila y asentada de Planck se vio alterada, como la de la mayor parte de la población mundial, con la llegada de la Segunda Guerra Mundial. El físico, testigo de como todos sus colegas judíos eran obligados a abandonar el laboratorio, quiso expresar su inconformidad ante esa situación. Así, lleno de valentía, se plantó ante el mismísimo Adolf Hitler con el objetivo de convencerlo de que permitiese trabajar a los científicos judíos. Sin embargo, su petición no tuvo éxito y, de hecho, lo puso en el punto de mira por haber mostrado abiertamente su apoyo al colectivo.

Desde ese momento, los siguientes sucesos no hicieron más que ir apagando la vida del aclamado físico. En el año 1944, su casa fue arrasada en un bombardeo, quedando completamente calcinada y reducida a cenizas y obligándolo a él y a su mujer a desplazarse a una pequeña cabaña de una localidad cercana, junto al río Elba. Menos de un año después, en enero del año 1945, los nazis asesinaron a su hijo, Erwin Planck, acusándolo de haber conspirado en contra del dictador y haciendo caso omiso a todas las súplicas de clemencia y piedad de su padre.

Tras la rendición alemana, el matrimonio huyó del pueblo en que se encontraban resguardados para asentarse en una granja hasta que, finalmente, fue localizado por las tropas estadounidenses, quienes lo rescataron del avance de las tropas rusas. Tan solo dos años más tarde, el físico fallecía a la edad de 89 años.