Físico alemán
Nacido: en Kiel, Schleswig, el 23 de
abril de 1858
Muerto: en Gotinga, el 3 de octubre de
1947
La familia de
Planck se trasladó a Munich cuando Max era todavía un niño, y allí recibió su
primera enseñanza. En los tiempos universitarios se fue de Munich a Berlín, en
donde, como Hertz tuvo de profesores a Helmholtz y Kirchhoff .
En 1880 se
unió a la Facultad
de Munich y cinco años más tarde obtuvo un nombramiento de profesor de la Universidad de Kiel.
En 1889, a la muerte de
Kirchhoff, le remplazó en su puesto de profesor en Berlín. Allí permaneció
hasta su retiro en 1926.
El trabajo
doctoral de Planck versó sobre termodinámica, por el interés que le inspiraban
los trabajos de Clausius; en particular se fijó en el problema planteado por
primera vez por su antiguo profesor Kirchhoff, del cuerpo negro que absorbe
todas las frecuencias de la luz y por eso cuando se calienta las emite.
Pero ahora
venía una cuestión muy delicada. El número de frecuencias es más grande en la
extensión de las altas que de las bajas; así como los números naturales son más
los que pasan de un millón que los que están contenidos en él. Si un cuerpo
negro irradiaba igualmente radiaciones electro-magnéticas de todas las frecuencias,
entonces virtualmente, toda la energía se irradiaría en alta frecuencia,
justamente como si al escoger un número, sería casi seguro que saliese por
encima del millón porque hay muchísimos más en esa región. Esta situación con
respecto a la radiación se menciona como la «catástrofe del violeta», porque la
radiación con frecuencia más alta en el espectro de la luz visible es el
violeta.
En la
realidad esto no pasa y no hay catástrofe del violeta. Wien y Rayleigh trataron
de conseguir ecuaciones que explicasen cómo la radiación del cuerpo negro se
distribuía realmente. La ecuación de Wien se ajustaba perfectamente a las
frecuencias altas, pero no a las bajas. Por el contrario, la de Rayleigh se
ajustaba a las bajas y no a las altas.
En 1900 Planck se las arregló
para conseguir una ecuación relativamente simple que describía con precisión la
distribución de irradiación de las variadas frecuencias. Se basaba en la
suposición decisiva: la energía no es divisible indefinidamente. Como la
materia, estaba formada de partículas. A estas partículas Planck les dio el
nombre de cuantos (del latín quantus) o en singular, cuanto.
Después supuso que el tamaño
de cada uno, para cada radiación electromagnética, era directamente
proporcional a su frecuencia. Así, la luz violeta situada en un extremo del
espectro visible que tenía una frecuencia doble de la luz roja del otro
extremo, su cuanto de energía era también el doble que el de la luz roja.
Supongamos ahora que la
energía solo pudiese absorberse o emitirse en cuantos completos. Cuando un
cuerpo negro irradiaba no era probable que lo hiciese en todas las longitudes
de onda por igual. El hacerlo en baja frecuencia es fácil porque se necesita
muy poca energía para formar un cuanto, en cambio, se necesita más energía para
irradiar con alta frecuencia y es menos probable que se reuna esta nueva
energía adicional. Cuanto más alta sea la frecuencia, menor es la probabilidad
de radiación. Un cuerpo a 600º C irradia principalmente en los pequeños cuantos
infrarrojos, en cantidades suficientes para dar el color rojo su resplandor. No
hay catástrofe violeta porque aunque las frecuencias altas son muchas, su
cuanto de energía tiene muchas exigencias y hace improbable su radiación.
A medida que asciende la
temperatura se eleva el repuesto de energía y se hace cada vez más probable que
se radien los cuantos de alta frecuencia. Por esa razón cuando un objeto se
calienta, la luz radiada se vuelve naranja, amarilla y finalmente azulada. De
este modo, la ley de Wien, conseguida solamente por observación, ponía una base
teórica a este asunto.
La pequeña constante, razón de
la frecuencia de una radiación al tamaño de cuanto, se llama constante de
Planck y se representa por h, y se reconoce ahora que es una de las
fundamentales del universo.
Esta teoría era tan
revolucionaria que los físicos no la aceptaron inmediatamente; el mismo Planck
no creía en ella completamente, y medio sospechaba que podría ser una trampa
matemática, sin ninguna relación con algo real.
En 1905 Einstein, por primera
vez, aplicó la teoría cuántica a un fenómeno visible y que no tenía explicación
para la física del siglo diecinueve –el efecto fotoeléctrico, observado ya por
Hertz–. Después, en 1913, Bohr incorporó la teoría cuántica a la estructura del
átomo que explicó muchas cosas que eran antes inexplicables. En efecto, a la
física anterior a 1900 se le llama ahora clásica, y a partir de esa fecha,
moderna; el límite es la teoría cuántica. La física moderna no podría existir
sin nuevas formas de análisis matemáticos que implicasen cuantos.
En 1918 la teoría cuántica
había alcanzado tanta importancia que a Planck le otorgaron el premio Nobel de
física, y a Einstein y Bohr se lo darían unos años más adelante por el uso que
de ella hicieron.
En 1930 a Max Planck le
nombraron presidente de la
Sociedad Kaiser Guillermo, de Berlín, que por él recibió el
nombre de Sociedad de Max Planck. En su ancianidad vio que su celebridad en el
mundo de la ciencia solo la sobrepasaba la de Einstein. Resistió firmemente a
Hitler, en los días del poder nazi, a pesar de su edad, y no prestó ni su
prestigio ni su opinión al régimen. Intercedió personalmente (pero sin éxito)
con Hitler en favor de sus colegas judíos y a consecuencia de eso se vio
forzado a dimitir de la presidencia de la Sociedad Max Planck
en 1937. Ejecutaron a su hijo Erwin en 1944, acusado de tomar parte en una
conspiración contra la vida de Hitler.
Planck vivió casi noventa
años, sobrevivió a la
Segunda Guerra Mundial y contempló la destrucción del
nazismo. Fuerzas americanas le rescataron en 1945 durante los últimos días de
confusión, antes de la derrota final alemana. Le nombraron de nuevo presidente
de la Sociedad Max
Planck hasta que se encontrase un sucesor y le trasladaron a Gotinga, donde
pasó sus dos últimos años estimado y respetado.
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