La mecánica cuántica es un conjunto muy general de reglas que rigen el mundo físico y que se desarrolló a partir de 1925. El año 2025 se eligió como Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas porque marca el centenario de la mecánica cuántica. Ya hemos hablado en otras ocasiones de lo que significa la cuántica; la parte mecánica se refiere a un conjunto sistemático de reglas que pueden aplicarse ampliamente para describir cómo se mueven y cambian las cosas.

¿Significan lo mismo «mecánica cuántica» y » teoría cuántica»?

Entonces, ¿qué cambió para pasar de la teoría cuántica a la mecánica cuántica?

En el periodo 1900-1925, no había coherencia en cómo y cuándo aplicar estas hipótesis cuánticas para explicar los experimentos y hacer predicciones. A veces parecían funcionar espectacularmente bien, lo que dio a mucha gente la confianza de que debía haber algo en la idea. Pero muchas otras veces, los científicos intentaron utilizar estas hipótesis para modelizar o predecir cosas, y el modelo no tenía ningún sentido, o las predicciones eran erróneas. La cuestión es que no había un modo sistemático de aplicar las ideas de la teoría cuántica a distintos sistemas físicos. Un método sistemático sería una “mecánica”.

Las bases para ello, sí. El marco básico y algunos conjuntos generales de principios a seguir tardaron unos cuantos años en resolverse para poder aplicarlos sistemáticamente a una amplia gama de problemas. Incluso ahora se sigue trabajando para revisar y ampliar este marco, pero muchas de las piezas centrales de la mecánica cuántica se pusieron en marcha en 1925. El término “mecánica cuántica” empezó a utilizarse ampliamente en la década de 1920 para describir estas reglas sistemáticas. También era una frase que distinguía esta nueva mecánica de lo que ahora se llama “mecánica clásica”.

La mecánica clásica, o a veces simplemente “mecánica”, es el marco para describir el movimiento de objetos masivos que se desarrolló inicialmente en el siglo^XVII. Este marco es un conjunto de reglas generales que pueden utilizarse para describir cómo los planetas orbitan alrededor del sol o la velocidad a la que un objeto cae al suelo.

Sí, exactamente. Las reglas de la mecánica clásica siguen siendo muy útiles y a menudo más fáciles de utilizar que las de la mecánica cuántica, pero ésta es una teoría aún más amplia que, en opinión de muchos científicos, sustituye a las reglas de la mecánica clásica. Una forma de decirlo es que, a finales del siglo^XIX, los científicos pensaban que tenían una teoría buena y sistemática sobre cómo se movía la materia -eso es la mecánica clásica- y una teoría buena y sistemática sobre cómo funcionaba la luz -es la descripción de la luz por ondas electromagnéticas-. Sin embargo, había una serie de enigmas al intentar comprender cómo interactuaban entre sí la luz y la materia. En el periodo comprendido entre 1900 y 1925, algunos de estos rompecabezas parecían resolverse utilizando ideas cuánticas, pero no existía una comprensión sistemática de cómo interactuaban la luz y la materia en todos los casos.

La mecánica cuántica no sólo proporcionó una descripción completa de cómo interactúan la luz y la materia, sino que al hacerlo revisó drásticamente nuestra comprensión de la luz y la materia y de las reglas que rigen cada una de ellas. Las anteriores reglas “clásicas” que regían la materia y la luz resultaron ser sólo aproximaciones a una descripción cuántica más rica de la materia, la luz y sus interacciones.