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No existen límites para el saber, sólo necesitamos tiempo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (0)

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Siempre me llamó la atención y se ganó mi admiración el físico alemán Max Planck (1858-1947), responsable, entre otros muchos logros, de la ley de radiación de Planck que, da la distribución de energía radiada por un cuerpo negro.  Introdujo en Física el concepto novedoso de que la energía es una cantidad que es radiada por un cuerpo en pequeños paquetes discretos, en vez de una emisión continua.

Estos pequeños paquetes se conocieron como cuantos y la ley formulada es la base de la teoría cuántica.

Einstein se inspiró en este trabajo para a su vez, presentar el suyo propio sobre el efecto fotoeléctrico donde la energía máxima cinética del fotoelectrón, Em’ esta dada por la ecuación que lleva su nombre:

Planck publicó en 1.900, un artículo sobre la radiación de cuerpo negro que, sentó las bases para la teoría de la mecánica cuántica que más tarde desarrollaron otros, como el mismo Einstein, Heisemberg, Schrördinger, Dirac, Feymann, etc.

Todos los físicos son conocedores de la enorme contribución que Max Planck hizo en física: la constante de Planck, radiación de Planck, longitud de Planck, unidades de Planck, etc.  Es posible que sea el físico de la historia que más veces ha dado su nombre a conceptos de la física.

Un buen ejemplo es lo que se conoce como Longitud de Planck que vale 10-35 metros.

Esta escala de longitud (veinte (20) ordenes de magnitud menor que el tamaño del protón 10-15 m.) es a la que la descripción clásica de la gravedad cesa de ser válida y deber ser tenida en cuenta la mecánica cuántica.

En la formula que la describe, G es la constante gravitacional, ħ es la constante de Planck racionalizada y c es la velocidad de la luz.

Otro ejemplo de estas unidades se llama la Masa de Planck.

Es la masa de una partícula cuya longitud de onda Compton es igual a la longitud de Planck.  Está dada por la ecuación 2), donde ħ es la constante de Planck racionalizada, c es la velocidad de la luz y G es la constante gravitacional (los mismos términos de la ecuación empleada para la longitud de Planck pero intercambiándolos de manera que tienen otro significado).

La descripción de una partícula elemental de esta masa, o partículas que interaccionan con energías por partículas equivalentes a ella (a través de ), requiere una teoría cuántica de la gravedad.  Como la masa de Planck es del orden de 10-8 Kg (equivalente a una energía de 10 exp.19 GeV) y, por ejemplo, la masa del protón es del orden de 10-27 kg y las mayores energías alcanzables en los aceleradores de partículas actuales son del orden de 103 GeV, los efectos de gravitación cuántica no aparecen en los laboratorios de física de partículas.

Únicamente, en un laboratorio aparecieron partículas que tenían energías del orden de la masa de Planck: en el Universo primitivo, de acuerdo con la teoría del Big Bang, motivo este por el que es necesaria una teoría cuántica de la gravedad para estudiar aquellas condiciones.

Esta energía de la que estamos hablando, del orden de 1019 GeV (inalcanzable para nosotros), es la que necesitamos para verificar la teoría de supercuerdas.

Siempre, desde que puedo recordar, me llamó la atención los misterios y secretos encerrados en la Naturaleza y, la innegable batalla mantenida, a lo largo de la historia, por los científicos para descubrirlos.

A lo que llamamos cuerpo negro  es, en realidad, un cuerpo hipotético que absorbe toda la radiación que incide sobre él. Tiene, por tanto, una absortancia y una emisividad de 1. Mientras que un auténtico cuerpo negro es un concepto imaginario, un pequeño agujero en la pared de un recinto a temperatura uniforme es la mejor aproximación que se puede tener de él en la práctica.

La radiación de cuerpo negro es la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro. Se extiende sobre todo el rango de longitudes de onda y la distribución de energía sobre este rango tiene una forma característica con un máximo de una cierta longitud de onda, desplazándose a longitudes de onda más cortas al aumentar la temperatura.

La energía total radiada por unidad de superficie por un cuerpo negro en la unidad de tiempo es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura termodinámica. La constante de proporcionalidad, llamada constante de Stefan (o constante de Stefan-Boltzmann), tiene un valor bien conocido y fue explicada teóricamente por Luwig Boltzmann (ver Ley de desplazamiento de Wien).

A partir del trabajo de Planck de la radiación de cuerpo negro, Einstein se ganó el Nobel al haberse inspirado en el de Planck para formular lo que hoy se conoce como efecto fotoeléctrico y que tantos beneficios ha dado a la Humanidad al extrapolar sus pensamientos al uso de la vida cotidiana (fotónico, electrónica, rayos láseres y máseres, etc.)

Nuestra imaginación llevada por la curiosidad de querer conocer los mecanismos de la Naturaleza, en realidad, no tiene límite alguno, y, los límites los ponemos nosotros mismos que, muchas veces ante la imposibilidad de resolver complejos problemas que aún no están al alcance de nuestros conocimientos, decimos que tal resolución no está en nuestras manos pero, no es así.  No existen límites de ninguna clase, lo único que existe es una enorme ignorancia que debemos ir venciendo con la evolución del conocimiento.

emilio silvera

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Esta entrada fue publicada el viernes, 4 de diciembre de 2009 a las 10:05 y está clasificada bajo: Física. Puede hacer un seguimiento de los comentarios de esta entrada gracias al feed RSS 2.0. Puede dejar un comentario, o enviar un trackback desde su sitio.
 


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