CÓMO ES QUE SON TAN PEQUEÑOS LOS ÁTOMOS por el Prof. Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico de número

En 1944 se publicó la primera edición de un libro firmado por Erwin Schrödinger titulado ¿Qué es la vida?, en el que el Nobel austriaco, que aportó a la Mecánica Cuántica la ecuación que lleva su nombre, decisiva en el desarrollo de la disciplina, reflexionaba sobre la significación de la Física en el desarrollo de los seres vivos. Una vez que la Cuántica se había desarrollado ampliamente para tratar problemas a nivel submicroscópico, surgía la reflexión de la incidencia en entidades materiales como las de un ser vivo. Y uno de los elementos primarios en su reflexión giraba en torno al tamaño comparativo de átomos y un ser vivo, como un ser humano.

 

Ciertamente, los átomos son muy pequeños. No forman parte de los tamaños con los que normalmente nos desenvolvemos. Se han formulado muchas analogías y se han construido muchos ejemplos, pero el atribuido a lord Kelvin, presentado por Schrödinger, resulta muy significativo. Si marcáramos las moléculas de agua de un vaso y lo vertiéramos en el mar y se distribuyera el contenido uniformemente por las aguas de mares y océanos, cuando posteriormente llenáramos un vaso de agua en cualquier lugar del mar u océano, encontraríamos unos miles de moléculas de las que marcamos. Un vaso puede tener unos cien centímetros cúbicos y los cálculos del Woods Hole Oceanographic, cuantificó recientemente que el contenido de agua de mares y océanos del mundo se puede cifrar en 1.332 millones de kilómetros cúbicos. Calculando las moléculas que hay en un vaso de agua, las que hay en las aguas marinas, la probabilidad de que las que hay en un vaso que recogemos del mar sea de las moléculas marcadas, deduciremos cuantas marcadas contendrá nuestro vaso una vez lograda la uniformidad de la distribución de marcadas en marinas: 2510 moléculas, que ocuparían un volumen de 751 yocto centímetros cúbicos (10-24), imposible de detectar con la tecnología actual.

 

Los átomos tienen una dimensión poco definida, porque sus límites no son exactos. Recordemos el principio de incertidumbre que nos impide establecer una dimensión exacta. La luz visible que permite observar a través de un microscopio los objetos más pequeños observables a su través (granos, por ejemplo), tiene una longitud de onda entre 400 y 700 nanometros. Usualmente, en torno a 600 nanometros. Pero esa distancia alberga a unos miles de átomos. Los diámetros atómicos se sitúan entre 1 y 2 Angstrom, que es una unidad equivalente a una décima de nanómetro.  Esto contrasta con las unidades propias de las medidas de un cuerpo humano: pulgada, palmo, codo, yarda, … y hoy metro y sus submúltiplos. El problema real es la relación entre ambas longitudes, la de nuestro cuerpo y la del átomo. Cualquier parte de nuestro cuerpo contiene innumerables átomos.  Nuestro cuerpo está constituido por innumerables átomos. Ninguno de nuestros órganos se ven afectados por el impacto de un solo átomo. No oímos ni sentimos un átomo. Por extensión, algo parecido podemos formular sobre la Naturaleza.

 

Hay que imaginar lo que ocurriría si nuestro organismo fuera sensible a un solo átomo, o a pocos. Si nuestro cerebro fuere sensible a un solo átomo, sería imposible desarrollar un pensamiento ordenado, capaz de formar una idea. Cualquier elemento sensorial o cualquier otro órgano se vería alterado como hemos señalado.  Sentir, pensar y percibir se verían afectados de forma similar. Schrödinger nos propone que un órgano como nuestro cerebro, con su sistema sensorial asociado, debe estar constituido por un enorme número de átomos para que pueda haber una correspondencia entre el variable estado físico y un pensamiento altamente desarrollado. Las funciones de este órgano son incompatibles con la posibilidad de ser un mecanismo refinado y sensible como para registrar el impacto de un átomo individual del exterior.  La razón la establece en que un pensamiento es en sí algo ordenado y que solamente puede aplicarse a un tipo de material, como percepciones o experiencias que tengan un grado de regularidad. Deben obedecer a leyes físicas estrictas y las interacciones físicas deben responder a cierto grado de ordenación física o sea, sometidas a leyes físicas rigurosas. Pero las leyes físicas se basan en la estadística atómico-molecular y, por tanto, son aproximadas. Esto supone que los átomos siguen un movimiento térmico ordenado y no permite que los acontecimientos que tienen lugar entre un número reducido de átomos puedan ser unificados en leyes comprensibles. Solamente a partir de un número enorme de átomos, las leyes estadísticas empiezan a ser aplicables, la precisión de su control aumenta en función de la cantidad de átomos que intervienen. Todas las leyes físicas y químicas relevantes en la vida de los organismos son de tipo estadístico. Cualquier otro tipo de ordenación está permanentemente perturbado y resulta inoperante por el movimiento térmico de los átomos.