En el año 1900, el Dr. Max Planck introdujo un número misterioso en el mundo de la física. Este número, ahora conocido como constante de Planck , se convertiría en la piedra angular de la mecánica cuántica y, finalmente, ayudaría a salvar el día en una popular serie de Netflix. Pero, ¿qué es exactamente la constante de Planck y por qué es tan crucial?
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La mecánica cuántica se ocupa de las pequeñas partículas que forman nuestro universo y las interacciones entre ellas. La constante de Planck es fundamental para definir el comportamiento de estas partículas.
Pero para apreciar realmente su importancia, primero debemos comprender la diferencia entre la mecánica clásica, que describe el movimiento de los objetos cotidianos, y la mecánica cuántica, que profundiza en la escala microscópica del universo.
Esta rama de la física, que Sir Isaac Newton describió a finales del siglo XVII, se ocupa del mundo observable y explica cómo las manzanas caen de los árboles y los planetas orbitan alrededor de las estrellas. Si pensamos en la energía como agua, entonces en la mecánica clásica podemos verter cualquier cantidad de agua de forma continua.
¡Entra en el reino de lo extraño e inesperado! En mecánica cuántica, la energía se comporta de manera un poco diferente. En lugar de verter agua continuamente, es como añadir terrones de azúcar a una taza de café. Podemos añadir uno, dos o tres terrones de azúcar, pero no la mitad ni un cuarto.
Esta naturaleza discreta de la energía es un concepto fundamental en la teoría cuántica, y es donde interviene la constante de Planck.
La constante de Planck define la cantidad de energía que puede transportar un fotón (una partícula de luz), en función de la frecuencia de su onda electromagnética. Esta relación entre la energía de los fotones y la radiación electromagnética es crucial para comprender fenómenos como el efecto fotoeléctrico.
La radiación electromagnética y las partículas elementales "muestran intrínsecamente propiedades tanto de partícula como de onda", explica por correo electrónico Fred Cooper, profesor externo del Instituto Santa Fe, un centro de investigación independiente en Nuevo México.
"La constante fundamental que conecta estos dos aspectos de estas entidades es la constante de Planck", dice. "La energía electromagnética no se puede transferir de forma continua, sino que se transfiere mediante fotones discretos de luz cuya energía E viene dada por E =hf, donde h es la constante de Planck y f es la frecuencia de la luz."
Uno de los aspectos intrigantes de la constante de Planck es que su valor ha experimentado ligeros cambios con el tiempo. Si bien estos pequeños ajustes no hacen que la Tierra deje de girar, una desviación significativa en su valor podría conducir a un universo donde los átomos sean más grandes que las estrellas. ¡Habla de una sacudida cósmica!
Y para los entusiastas de las trivias, el tamaño de un kilogramo ahora depende de la constante de Planck. Sí, esta pequeña constante física fundamental desempeña un papel en la definición del peso.
Si eres un aficionado a "Stranger Things", quizás recuerdes una escena de la tercera temporada que involucra la constante de Planck. ¡Pero hay un giro! Los showrunners utilizaron el valor de 2014 para la constante de Planck en lugar del de 1985, un pequeño contratiempo en su meticulosa atención al detalle.
Este artículo fue actualizado junto con tecnología de inteligencia artificial, luego verificado y editado por un editor de HowStuffWorks.
