De izquierda a derecha: Walther Nernst, Albert Einstein, Max Planck, Robert Andrews Millikan y Max von Laue en una cena ofrecida por von Laue el 12 de noviembre de 1931 en Berlín.
A primera hora de la tarde del domingo 7 de octubre de 1900 —hace 120 años— Max Planck encontró la forma funcional de la curva que ahora conocemos como la distribución de Planck de la radiación del cuerpo negro. En mi opinión, fue la fecha de nacimiento de la mecánica cuántica.
Unas horas antes, Hermann Rubens y su esposa habían visitado los Planck. Al ser domingo, probablemente disfrutaron juntos de un café y un pastel. Rubens era profesor experimental de física en la Universidad Humboldt de Berlín, donde Planck era el teórico. Rubens y su colaborador, Ferdinand Kurlbaum, habían logrado recientemente medir la potencia emitida por un cuerpo negro en función de la temperatura en la longitud de onda inusualmente larga de 51 micrones. Habían utilizado múltiples reflejos de la sal de roca para filtrar una banda estrecha del espectro. Trabajando a 51 micrones, midieron el límite de temperatura baja y las temperaturas más altas dentro del alcance experimental de su horno. El resultado notable fue que a bajas frecuencias, en el régimen clásico, los resultados no se ajustaban a las predicciones de Wilhelm Wien. Rubens le dijo a Planck que para frecuencias pequeñas, la densidad espectral medida era lineal con la temperatura.
Planck estaba intrigado. Tan pronto como terminó la reunión, se puso a trabajar. Su interés por los datos fue profundo. Esa noche calculó la forma de la curva, con su peculiar denominador que en el límite de baja frecuencia mostraba el comportamiento experimental apropiado, lineal con la temperatura.
La anécdota, como la refiere Abraham Pais en su libro Sutil es el Señor, afirma que Planck envió una postal a Rubens con la función esa misma tarde, para que Rubens la recibiera a primera hora de la mañana (el correo se habría entregado y colocada sobre su escritorio cuando llegó a su oficina en la universidad). Probablemente Rubens le preguntó a Planck esa misma mañana: ¿Por qué tiene esta forma?
La presentación de nuevos datos, seguida de la función de Planck, fue el 17 de octubre. La función ajustó los datos, tanto en los límites de temperatura baja como alta. Planck había estado interesado en el espectro del cuerpo negro durante mucho tiempo. Comprendió la termodinámica y la electrodinámica clásica. Pero fueron los datos de alta calidad de Rubens los que llevaron a su mente a encontrar una solución. Le tomó unos meses, y el 14 de diciembre presentó la derivación de su teoría donde, “en un acto de desesperación”, introdujo el cuanto de energía: el comienzo de la mecánica cuántica.
En memoria de Mario Molina.
Esta nota histórica fue escrita por el becario de JQI Luis Orozco.
