Números imaginarios y mecánica cuántica

Jorge Mira Pérez
Jorge Mira EL MIRADOR DE LA CIENCIA

OPINIÓN

PACO RODRÍGUEZ

15 ene 2023 . Actualizado a las 05:00 h.

Sir Michael Atiyah, uno de los matemáticos más importantes de la segunda mitad del siglo XX (ganador de la Medalla Fields en 1966 y del Premio Abel en 2004), nos planteó hace unos años en Galicia una reflexión: ¿las matemáticas son una invención del ser humano o un descubrimiento? Por ejemplo, ¿el número pi es algo que inventamos para describir las cosas redondas, o ese número es inherente a la naturaleza y solo lo descubrimos? Ese debate afecta también a los llamados números imaginarios, inventados para solucionar un problema con la raíz cuadrada. La raíz cuadrada de 4 es 2 (porque 2 por 2 es 4), pero cuando queremos hacer la de un número negativo (los que describen, por ejemplo, las deudas en una cuenta bancaria) no somos capaces. No hay número natural que multiplicado por sí mismo dé -4.

Cuando se crearon los números imaginarios para arreglar eso, se descubrió que también servían para describir la naturaleza de manera más simple. Eso incluye la llamada mecánica cuántica, la parte de la física que describe el comportamiento de los constituyentes primarios de la materia. Hay debate sobre si la presencia de los números imaginarios en la física cuántica es meramente estética (para escribir las cosas de modo más simple) o si hay una razón real que los haga necesarios. Con experimentos recientes se está viendo que son intrínsecamente necesarios para describir el mundo a esa escala. Por cierto, unos trabajos con participación española, del Instituto Catalán de Ciencias Fotónicas y de la Universidad de Sevilla.