Cuando Heisenberg presentó su examen de doctorado estuvo a punto de reprobar, pero su tutor lo salvó. A Wolfgang Pauli no le permitían ingresar a los laboratorios de la Universidad de Gotinga por miedo a que no se lograran los experimentos. Paul Dirac era tan retraído que estuvo a punto de rechazar el Nobel porque no le gustaba llamar la atención. Episodios como estos son los que el físico José Ignacio Jiménez Mier y Terán, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) presentó en la conferencia Seis viñetas cuánticas, como parte de las actividades por el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas.

Las viñetas son adornos para despertar la curiosidad, escenas para motivar el conocimiento. Mediante estos “cuadros” expuso episodios de la vida de seis de los creadores de la mecánica cuántica: el físico francés Louis de Broglie; el físico teórico alemán, Werner Heisenberg; el físico teórico británico Paul Dirac; Erwin Schrödinger, físico y filósofo austríaco, naturalizado irlandés; Wolfgang Pauli, físico teórico austríaco, nacionalizado suizo y luego estadounidense, y Max Born, matemático y físico alemán.​

“Los fundadores de la mecánica cuántica son bichos muy especiales. Mi idea fue presentar algo así como episodios en la vida de seis de los creadores de la mecánica cuántica. Son episodios que no son realmente cruciales para entender la mecánica cuántica, pero sí nos pueden dar una idea de personalidades, de contexto histórico y de por qué se llegaron a esas conclusiones”. 

Afirmó que no se trata de un estudio exhaustivo, sino de la búsqueda de acercarse a los personajes, darnos cuenta de que son seres humanos, con claroscuros, para conocer más sobre la humanidad de estos “titanes”. 

“Casi siempre se nos plantea la historia como todo un mundo feliz, pero en algunas de estas imágenes nos enteramos de quién estaba peleado con quién, de chismes que ocurrieron, de cosas divertidas que no se esperaría que ocurrieran para gente del tamaño histórico, como Heisenberg o Schrödinger, uno no piensa que tuvieron problemas a la hora de presentar exámenes, o que algún colega los criticó al presentar los resultados, en fin, todo eso a ese nivel para tenerlos más cerca”. 

José Ignacio Jiménez es investigador del Departamento de Física de Plasmas y de Interacción de Radiación con Materia del ICN desde 1984. Es físico por la Facultad de Ciencias (FC), obtuvo el posgrado y doctorado en la Universidad de Yale, en donde ha sido investigador invitado. Es profesor en la FC así como en el Posgrado en Ciencias Físicas. Entre sus líneas de investigación se encuentran los Átomos fríos, Espectroscopia láser de precisión, Física Atómica, Física Molecular y la Interacción de Radiación con Materia.

Las Seis viñetas cuánticas las dedicó a su amigo, colega y mentor, “el físico más terco que he conocido en la vida”, el doctor Fernando Matías Moreno Yntriago, con quien colaboró en varios trabajos y quien murió recientemente.

“El descubrimiento de la mecánica cuántica fue a jalones y empujones, lleno de pleitos y polémicas. Ocurre justo en el surgimiento del movimiento nazi, se forman bandos. Muchos científicos firman desplegados en contra de la ciencia judía, otros tienen que emigrar al Reino Unido, Irlanda o Estados Unidos, otros piensan que pueden permanecer en la región sin afiliarse, pero no es así. Se trata de una historia llena de tragedias y escándalos”, expresa el doctor José Ignacio Jiménez. 

Explica que fue entre 1924 y 1930 que se presentó un periodo de explosión de trabajos de cada uno de estos científicos. “Cada uno contribuye con decenas de artículos que se pueden rastrear y seguir, algunos mucho más fáciles de leer, otros más complicados; pero es en ese periodo de cinco a seis años, en donde se da la fundación de la mecánica cuántica. Después no fue mucho más fácil, se encuentran modificaciones, correcciones que se van haciendo a lo largo del camino, pero en esos seis años se dan estas grandes contribuciones con ellos y otros más alrededor”. 

Uno de los aspectos más notorios, afirma, es que todos ellos son muy jóvenes. Dirac, Heisenberg, Pauli y de Broglie están entre los 24 y 25 años cuando hacen sus contribuciones. Para de Broglie y Dirac su gran contribución es su tesis doctoral. Los más maduros son Born, que tiene 42 años y Schrödinger, de 39 años. 

“Lo que me llamó la atención es que todos tienen su sello personal. Max Born trabaja más en grupo, pero todos los demás son individualistas. Tienen caracteres geniales, tienen un aura a su alrededor, son muy individualistas, no les gusta lo que hace el vecino, toda una serie de cosas que podemos entender por las que tenían que defender sus contribuciones. Lo que es muy interesante es que llegan a la misma solución por caminos muy diferentes, eso es de lo más interesante en este periodo”. 

Explica que, esencialmente, en la búsqueda por describir el mundo microscópico, el mundo de los átomos, de las moléculas, que no pueden ser descritas por la mecánica clásica, cada uno encuentra su aportación y su propia forma de hacer esa descripción. 

Tres de ellos colaboraron de manera muy cercana y tienen trabajo en conjunto muy importante: Heisenberg, Born y Pauli, quienes están en la Universidad de Gotinga, Alemania, y el jefe de ese grupo es Born. 

De Broglie está Francia, y hace su contribución por su lado; Dirac es estudiante de la Universidad de Cambridge, y es siendo estudiante cuando hace sus primeras contribuciones. Schrödinger está en Suiza. De esta forma, uno es el grupo de Gotinga, los “tres mosqueteros cuánticos de Gotinga”, como los nombra el investigador, y los otros tres trabajan por separado. 

El asunto central, explica el físico, es que la mecánica cuántica, para describir estos sistemas microscópicos, tiene que dar una reinterpretación a las cantidades, a las cosas, a las variables, las magnitudes que clásicamente sirven, por ejemplo, para describir el movimiento, posición, velocidad, todo ello deja de tener sentido para estos objetos microscópicos y el gran descubrimiento es justamente cómo hacemos para renunciar a estos conceptos, tan útiles para describir el movimiento de objetos macroscópicos, nuestro movimiento, el movimiento de la Tierra, del Sol, de estrellas, etcétera, cómo renunciar a eso para poder describir desde una perspectiva nueva a los sistemas microscópicos. 

A raíz de esta nueva visión de la naturaleza aparecen numerosos conceptos que resultan al principio muy “chocantes”, como superposición, en el sentido de que un ente cuántico, un átomo, puede estar no necesariamente en un estado o en otro, sino puede estar al mismo tiempo en dos estados: superposición. O dos entes cuánticos pueden estar en una superposición de estados, de tal manera que una propiedad no está bien definida en cada una de las partes, se comparten. 

“Y algo que al principio era muy chocante y que nos decía que además de que choca la naturaleza de decir, cómo puede estar en dos lados, en dos estados al mismo tiempo, resulta que hemos encontrado utilidad a estas dos cosas, a superposición y a enredamiento de estados para procesar información, para transmitirla y un sinfín de aplicaciones con las que, gracias a la mecánica cuántica no sólo hicimos las paces con estos conceptos raros, sino que los usamos para hacer cosas nuevas y diferentes que no se podrían hacer si se hicieran con la descripción clásica”. 

El doctor José Ignacio Jiménez explica que al ser un ejercicio motivado por la curiosidad, y no ser experto en historia de la ciencia, el describir la humanidad de estos personajes que, a pesar de que también tienen aspectos muy negativos, pues es bien conocido que Heisenberg, con todo y que no militó directamente del partido nazi, fue el director del proyecto nuclear de la Alemania nazi. Y en el caso de Schrödinger, tuvo una vida personal muy escandalosa y se sabe bien que se involucró en más de una ocasión con menores de edad. 

“Aún con estos aspectos, haber descubierto todas sus peculiaridades, sus cosas, sus humanidades, me los volvieron muy cercanos, a reserva de decir que no se condona lo que muchos de ellos hicieron, pero se aprecia y agradece su contribución a la ciencia, porque gracias a ellos tenemos esta serie de teorías y avances tan espectaculares”. 

Sobre la importancia de la celebración del Año Internacional de la Ciencia y Tecnologías Cuánticas, el investigador expresa que justamente fue México el que propuso esta celebración y es justamente al centenario, por lo que su intención de hacer esta revisión es motivar a los jóvenes a acercarse a estos personajes, a los trabajos originales, a leer sobre la historia de estos descubrimientos para que se den cuenta que son personajes que, con toda su genialidad, son seres humanos. 

“Estamos felices de esta iniciativa, los invitamos a que se acerquen a la ciencia; la ciencia tiene solución para muchos de los problemas de la humanidad, creo que si realmente confiamos en la ciencia tenemos la esperanza de sobrevivir como especie humana”.