“Se aprende a través de la experiencia” No sabemos quién dijo esta frase por vez primera, pero la hemos escuchado muchas veces y la aplicamos, queramos o no, cada instante de nuestras vidas. Nuestra experiencia nos llega a través de los sentidos, rápidamente nos familiarizamos con lo que vemos, oímos, olemos, probamos y tocamos. Rara vez dudamos de las cosas que percibimos de este modo. Pero el universo es mucho más de lo que nuestros limitados sentidos pueden apreciar directamente.
Hoy sabemos que la materia que nos rodea está compuesta por átomos aunque no podamos verlos, oírlos, olerlos, probarlos o tocarlos. Y también sabemos que los átomos a su vez están compuestos por entes aún más pequeños, o incluso misteriosos, como electrones, protones y neutrones. La mecánica cuántica es justamente el área de la ciencia que permite describir en detalles el comportamiento de la materia a escala atómica y de su interacción con la luz . Ese que escapa de nuestros sentidos pero no por eso es menos importante.
La mecánica cuántica tiene una amplia y valiosísima descripción matemática que permite aplicarla al entendimiento de los procesos químicos y que puede encontrarse en una gran variedad de libros de texto. Este espacio, sin embargo, no pretende ser un texto de mecánica o de química cuántica sino un acercamiento a esta maravillosa parte de la ciencia desde una perspectiva menos tradicional. Aquí se intentará exponer algunos de sus aspectos fundamentales utilizando solamente palabras e imágenes (o casi …).
¿Y cuál es el propósito de una empresa que en principio puede parecer absurda?
Pues, si bien fascinante, la mecánica cuántica, la química cuántica, la física cuántica, la electrodinámica cuántica, o cualquier otra disciplina que contenga la palabra cuántica en el nombre, tiene el estigma de ser muy difícil… y esta concepción surge fundamentalmente de que muchas veces para exponerla nos auxiliamos de su formalismo matemático que es en realidad complejo y requiere estudios avanzados en el tema. Lo hacemos porque dicho formalismo acompaña de manera natural las ideas involucradas, y porque la matemática es clara e inequívoca; y también porque nos permite obtener números con los cuales interpretar cuantitativamente los fenómenos estudiados.
Entonces, la idea de este espacio es aproximarnos a la química cuántica cualitativamente. O sea intentar explicar su fascinante mundo de modo que, independientemente de nuestra pericia en matemáticas, podamos adentrarnos en las leyes que la rigen y que se diferencian dramáticamente de las que gobiernan el mundo que conocemos a través de nuestros sentidos.
Esta, debo decir, es una ciencia ambigua. Lo es en el sentido en que se entrelazan de forma indistinguible varias ramas del conocimiento. En su interior física, química (y también matemáticas) son una sola ciencia, unidas en el único propósito de profundizar en el conocimiento del mundo que nos rodea. Es ambigua además, porque como detallaremos luego, en ella las cosas se comportan de manera dual y además probabilística. Podríamos decir que es como un poema, que puede llegar a ser confuso, pero eso no disminuye en nada su belleza.