James Bond y la mecánica cuántica

En el blog de traducción del que soy coautor, hemos discutido hace poco acerca del significado del título de la última película de James Bond y de la conveniencia o no de dejarlo sin traducir. Quantum of solace, en mi opinión quiere decir un cuanto de solaz. ¿Y eso a su vez qué quiere decir? Pues es una forma algo pedantilla de decir una pizca de consuelo.

Un cuanto es la más pequeña cantidad de energía que puede existir. Y el principio básico en torno al cual se tejió la teoría de la mecánica cuántica es precisamente ese, que la energía no puede hacerse infinitamente pequeña sino que existe una cantidad mínima de energía, que es el cuanto. Por lo tanto, decir un cuanto de ... en sentido figurado es una hipérbole todavía más exagerada que una millonésima de ...

Según los matemáticos existen variables discretas y variables continuas. Por ejemplo, el número de personas que viven en una ciudad es una variable discreta, existen siempre "saltos" o "huecos" entre sus valores; o son 1.000.000 o son 1.000.001, pero no pueden ser 1.000.000,5. En cambio, las variables continuas están "rellenas", es decir, entre dos valores podemos encontrar siempre otro intermedio; son continuas, no existen saltos. Los números reales son continuos en teoría; los matemáticos siempre pueden imaginar, entre dos números muy próximos, uno que está en el medio de ambos.

Sin embargo, parece que en la realidad, por muy pequeños que sean esos saltos, siempre los hay; existen esos cuantos, esos valores mínimos. La realidad sería como una pantalla digital de mucha definición; aunque sean muy muy pequeños, existen píxeles indivisibles y cualquier medida será siempre un múltiplo de esos píxeles.

La mecánica cuántica, en la que no voy a entrar porque daría origen a un post kilométrico, ofrece mucho juego para el cine porque, según algunos de sus teóricos, deja campo abierto a la existencia de los famosos universos paralelos de algunas películas. La cosa es que las teorías cuánticas establecen la imposibilidad de determinar la posición de una partícula; la trayectoria y el movimiento se cambian por una ecuación matemática que nos da, no lo que ocurre en cada instante, sino simplemente la probabilidad de que algo ocurra en determinado instante. Podemos saber que en determinado momento es muy probable que ocurra algo; en otro momento es casi imposible. Ahora bien, lo que realmente ocurre, no podemos saberlo.

Esto se plasmó en la llamada paradoja del gato de Schrödinger. Consiste en introducir a un gato en una jaula, empezar a inyectar en ella un gas venenoso y esperar a que transcurra el suficiente tiempo para que la probabilidad de que el gato sobreviva sea de un 50 %. Abrimos la jaula y, ¿qué encontramos? ¿un gato vivo o un gato muerto? Nuestra lógica parece decirnos que una cosa o la otra; sin embargo, según la mecánica cuántica, el pobre gato no está ni vivo ni muerto, o más bien está vivo y muerto a la vez. Y esto lleva a algunos científicos a afirmar que existen dos universos paralelos, uno en el que el gato vive y otro en el que el gato muere. Parece absurdo, pero el mundo infinitesimal de las partículas subatómicas funciona así; en la mitad de las pruebas con las que intentamos verificar la vida de nuestro amigo felino nos dan como resultado que vive, sin embargo la otra mitad nos anuncian que está muerto. En el mundo subatómico, una cosa ocurre y no ocurre a la vez.

Aplicando el comportamiento de este mundo cuántico a la vida cotidiana, tenemos que, si yo me apoyo contra una pared, existe un universo paralelo en el que esa pared se derrumba; existe otro universo paralelo en el que me ha tocado la lotería (también unos cuantos millones de universos paralelos en los que no me ha tocado), etc. Todas estas películas en las que empiezan a ocurrir cosas extraordinarias, que generalmente se resuelven explicando que los personajes están muertos, vienen a ser una especie de plasmación de este caótico universo. Así que podría existir un mundo paralelo en el que usted es la reina de Inglaterra y otro en el que es Stephen Hawking, por lo que mejor no meterse con nadie porque eso supone escupir al aire.

Camino y la transformación de la energía

Ya iba siendo hora de que actualizara el blog; si no lo he hecho, no ha sido precisamente porque los últimos estrenos no me hayan sugerido cosas para comentar. Empezando por Camino de Javier Fesser; en una escena del principio, las niñas están en clase y la profesora de ciencias les manda hacer un experimento bastante sencillo para que comprendan la transformación de la energía: agitar el bolígrafo hasta que se pone caliente y le quema ligeramente el dedo a una de las alumnas.

Entran en juego aquí conceptos muy básicos relacionados con la energía que a lo mejor no todo el mundo tiene claros: como muy bien apunta Camino cuando la profesora pide una explicación de lo que ha pasado, en este caso la energía cinética (de movimiento) que le hemos transferido al bolígrafo al menearlo se ha transformado en calor.

Lo cierto es que el experimento no es tan rápido como se ve en la película, porque lleva mucho tiempo que el boli se caliente lo suficiente; y es que ahí entra en juego otro concepto relacionado con las propiedades de los cuerpos: el bolígrafo se calienta al moverlo, vale, pero ¿podemos percibir ese calentamiento? Pues eso depende de la capacidad de transmisión del calor que tenga el material: desde luego el capuchón o el cuerpo del bolígrafo, que son de plástico, no se van a calentar.

O mejor dicho, sí se van a calentar pero no lo vamos a notar porque "se quedan" ese calor para sí y no lo transmiten; en cambio sí podemos notar la temperatura del calor de la bolita metálica del bolígrafo. Si ponemos en la nevera un trozo de madera y un trozo de hierro, ¿cuál está más frío? Pues los dos igual, se dará un equilibrio térmico y todos los cuerpos se quedarán a la misma temperatura, sólo que la madera no transmite el frío (que no existe en sí, sino que es ausencia de calor), y el hierro sí.

Pero volviendo al tema al que quería llegar la profesora, la bola del bolígrafo ha transformado la energía que le hemos dado al moverlo en calor. A su vez, esa energía la hemos sacado de nuestros músculos, que a su vez la obtienen de los alimentos que ingerimos tras un proceso bastante complejo de síntesis.

No siempre la energía se transforma en calor; se puede transformar en electricidad si disponemos de un material metálico que tenga esa capacidad de conducir electrones. Se puede transformar en altura, como hace una bomba de agua; y es que, al estar sujetos a la acción de la gravedad, estar a una altura del nivel del suelo supone en sí mismo una forma de energía, que se puede aprovechar para producir otras formas de energía más aprovechables para nosotros, como por ejemplo en las presas. Y Einstein descubrió que una enorme cantidad de energía se puede transformar en masa y que lo que conocemos como masa es una forma extremadamente concentrada de energía. Pero esto ya habría levantado demasiado las cejas a las niñas de la clase de Camino ...