Fernando Sols
Profesor del Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada de la UAM.
Director del Insto. Nicolás Cabrera de la UAM (hasta Junio de 2004).
El término Mundo Cuántico es redundante, pues todo el mundo es cuántico en su naturaleza. Pero afortunadamente, en la mayoría de los casos, sus sutilezas sólo se manifiestan de forma patente a escala atómica. Y decimos afortunadamente porque la comprensión de ciertos fenómenos cuánticos representa un auténtico reto intelectual. Por si esto fuera poco, cada vez con mayor frecuencia estos fenómenos rompen su "barrera de escala" para sorprendernos con comportamientos de carácter macroscópico de gran utilidad práctica, como es el caso de la superconductividad, la criptografía cuántica o los condensados de Bose-Einstein.
Sistemas cristalinos, superconductividad, cristales líquidos, propiedades generales de los metales, estructura atómica, enlaces....Todo lo que somos, lo que nos rodea es materia. Parece que en esas cuestiones no se puede separar la Química de la Física, ¿es esto así? ¿qué aporta la Ciencia Física al conocimiento de la Estructura de la Materia?
Una tendencia de las disciplinas científicas tradicionales es que cada vez tienen más puntos en común. Dentro de esa tendencia unificadora, lo que realmente distingue a un físico frente a los otros científicos no es tanto lo que estudia como su formación y el tipo de preguntas que se plantea. En cualquier caos, las fronteras no son drásticas. De hecho, hay temas de investigación donde concurren de forma natural científicos de diferentes disciplinas.
Un ejemplo claro es la Ciencia de Superficies, cuya revista científica más importante, Surface Science, tiene un título deliberadamente ambiguo, pues se ocupa tanto de la Química como de la Física de Superficies. Cuando estudiamos un átomo adsorbido en una superficie, la frontera entre la Física y la Química se hace borrosa: se plantean problemas de enlaces químicos y de propiedades del estado sólido que son de interés tanto para físicos como para químicos. Lo mismo sucede en Ciencia de Materiales, donde convergen físicos y químicos interesados en la comprensión y el diseño de materiales.
Si hubiera que establecer una separación dentro de este tipo de problemas, se podría decir que el estudio del estado sólido tiende a ser tarea de los físicos, mientras que las propiedades de las moléculas suelen ser investigadas por los químicos. Esta división obedece en buena medida a razones puramente históricas. Otra diferencia característica es que los físicos tratan de comprender en profundidad los sistemas más sencillos, mientras que los químicos se conforman quizás con menos profundidad pero se atreven a investigar estructuras moleculares de enorme complejidad.
Otro ejemplo reciente de intersección entre la Física y la Química es la Electrónica Molecular, donde se trata de diseñar dispositivos electrónicos cuyo comportamiento está dominado por las propiedades de unos pocos átomos o moléculas.
Sobre los puntos de encuentro entre la Física y la Biología podríamos hacer comentarios parecidos. Sólo cabe destacar que la Biofísica es una ciencia muy joven de la que se espera una gran expansión durante las próximas décadas. Digamos que el contacto entre Física y Biología es más reciente que el que existe entre Física y Química o Química y Biología (la Bioquímica).
¿De qué área o materias concretas se ocupa el que investiga la Estructura de la Materia?
Desde un punto de vista muy básico, podríamos decir que la materia está organizada en diferentes escalas de longitud y energía, cada una de las cuales es relevante en un rango de temperaturas específico. La Teoría de la Estructura de la Materia se ocupa de la organización de la materia a escala microscópica, es decir, a escala molecular o más pequeña. En este sentido, se puede decir que cuando uno estudia un gas molecular, está investigando la Estructura de la Materia; pero también es Estructura de la Materia el estudio de las propiedades de un núcleo atómico o de los quarks. En realidad, el concepto de Estructura de la Materia es muy general, casi tanto como el de Física.
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