¡Cariño, no he podido encoger a los niños!

Ay, quién tuviera un miniaturizador, un artilugio, dispositivo o máquina capaz de reducir el tamaño de los objetos a la escala deseada. ¿No os gustaría? ¿Qué sería lo primero que haríais con semejante poder? ¿Y lo segundo? ¿Y después? Ah, cuánta sed de venganza y deseo de satisfacer los deseos más oscuros...

Desafortunadamente, el miniaturizador siempre ha permanecido y sigue siendo no más que un sueño de la ciencia ficción, al menos hasta hoy en día. Los científicos más locos de las más locas historias ficticias han ideado, diseñado y construido estos artefactos desde los mismos orígenes del género, tanto en su versión literaria como cinematográfica. Por citar tan sólo unos pocos ejemplos: el doctor Alexander Thorkel y sus experimentos con radiactividad en un paraje remoto de la jungla peruana, protagonista de Doctor Cíclope (Dr. Cyclops, 1940); el extraño caso de Scott Carey, afectado por una sustancia neblinosa desconocida que se adhiere a su piel en El increíble hombre menguante (The Incredible Shrinking Man, 1957); el equipo de científicos y cirujanos miniaturizados hasta el extremo de poder ser inyectados en el torrente sanguíneo de Jan Benes, afectado por un coágulo cerebral en Viaje alucinante (Fantastic Voyage, 1966); Wayne Szalinski, el atolondrado profesor e inventor que accidentalmente reduce a sus hijos al tamaño de hormigas en Cariño, he encogido a los niños (Honey, I Shrunk the Kids, 1989) y, más recientemente, el genial doctor Henry Pym, creador del traje de Ant-Man (Ant-Man, 2015).

Sin embargo, cuando se piensa detenidamente en el asunto de la miniaturización, los problemas más peliagudos comienzan a aparecer inmediatamente. En efecto, suponed que queremos reducir las dimensiones de una persona, por ejemplo, de forma proporcional en un factor 10. Es decir, queremos a esa misma persona con una altura 10 veces menor a su estatura normal, pero también ha de ocurrir que el diámetro de su cráneo se vea reducido en la misma proporción, así como el de sus muslos, pantorrillas o muñecas. Todas sus dimensiones, sin excepción, deben ser 10 veces más pequeñas que en su forma original, antes de ser miniaturizada. ¿Con qué dificultades nos encontraríamos, desde el punto de vista de la ciencia conocida?

Bien, veamos. La primera cuestión que surge está relacionada con el peso del ser humano que hemos reducido. Si, a todos los efectos, lo que tenemos es una persona exactamente idéntica a la original, pero con todas sus dimensiones reducidas en un factor 10, la ley del cuadrado-cubo de Galileo nos permite afirmar que dicha persona debe ver reducida, asimismo, su masa (equivalentemente, su peso) en un factor 1000. Por tanto, si al principio pesaba 100 kg, una vez reducida pesaría 100 g. Hasta aquí todo correcto. Ahora bien, ¿qué ha sucedido con el defecto de masa, esto es, con los 99,9 kilogramos que faltan? Las leyes de la física también afirman que en un sistema aislado la cantidad total de masa-energía debe permanecer constante o, dicho de otra forma, la masa no puede desaparecer a no ser que se convierta en energía o viceversa. Así pues, los 99,9 kg han de haberse transformado por fuerza en una cantidad equivalente de energía, según la célebre ecuación de Einstein, E = mc². Si se hace este cálculo elemental se obtienen 9 10¹⁸ J, más o menos la energía liberada en la detonación de 150.000 bombas atómicas como la que fue arrojada sobre Hiroshima el 6 de agosto de 1945. Me olvidaré de este pequeño detalle sin importancia.

La segunda dificultad, y la más difícil de soslayar desde mi punto de vista, es la que tiene que ver con la técnica misma, es decir, con el proceso mediante el cual se podría reducir el tamaño del objeto o persona en cuestión. Si se quiere evitar el problema del defecto de masa que acabo de exponer en el párrafo anterior, la única solución viable parece ser la siguiente: reduzcamos la separación entre los átomos, hagamos más pequeñas las distancias interatómicas.

Obviando el procedimiento concreto para llevar a cabo semejante hazaña, no obstante, no quiero dejar de advertir que en caso de haber logrado el éxito, ya me diréis qué pasa ahora con la presión ejercida sobre el suelo por la persona miniaturizada, pues la misma ley del cuadrado-cubo de antes nos dice que el área de la superficie sobre la que se apoyan sus pies ha tenido que reducirse en un factor 100 y, en consecuencia, dicha presión se habrá incrementado en la misma proporción. El efecto sobre el suelo sería el mismo que si la persona pesase 10.000 kilogramos. Y esto tan sólo suponiendo que el factor de reducción es 10. No os quiero contar lo que sucedería en el caso de reducciones extremas como las que se llevan a cabo en las películas referidas al principio, donde se pueden admitir sin problema factores de miniaturización de 100 o incluso 1000 y más. Algo parecido sucedería con la densidad de la persona, pues si conserva su peso pero reduce la separación entre los átomos de su cuerpo, la densidad podría alcanzar valores suficientemente grandes como para que el infortunado ser atravesase la corteza terrestre sin problema.

Finalmente, me dejaré de zarandajas y física elemental para pasar a cosas realmente serias. Con esto quero decir que el verdadero problema, si es que aún no tenéis suficiente, es la mecánica cuántica. Sí, hoy en día, la divulgación no es nada si no aparece la palabra "cuántica". Es añadir este vocablo maravilloso y mal entendido hasta la saciedad y todo parece cobrar sentido: los productos de limpieza nucleares/cuánticos, la conciencia cuántica, los alimentos cuánticos, el sexo cuántico, y "cuántos" y cuánticas cosas más...

En fin, como os digo, la cuestión cuántica es crucial a la hora de pretender reducir la separación interatómica. ¿Por qué? Pues muy sencillo, y para que lo entendáis, ¿recordáis el viejo modelo atómico de Bohr? Sí, ese que se estudia en el instituto cuando uno comienza a ver las primeras ideas relacionadas con la física cuántica. Pues bien, una de las ideas de este sencillo modelo consistía en afirmar que los electrones, en los átomos, se movían alrededor de los núcleos describiendo órbitas circulares, ¿os suena? Y estas órbitas circulares se caracterizaban por un número cuántico que indicaba en qué órbita en concreto se encontraba el electrón: n = 1 la más cercana al núcleo atómico, n = 2 la siguiente y así, sucesivamente. Cuando un electrón saltaba de una órbita a otra con un número cuántico más pequeño (esto es, más cerca del núcleo) se emitía energía en forma de radiación electromagnética (fotones, si queréis expresarlo de otra manera) que dependía de la diferencia entre los números cuánticos de ambas órbitas, la de origen y la de destino. En las distintas órbitas podía haber más de un electrón, de acuerdo con unas reglas muy sencillas que debían respetarse y que podían expresarse en lenguaje matemático-físico atribuyendo otros números cuánticos a los electrones atómicos. Sin embargo, una de estas reglas, una de las más conocidas, el llamado principio de exclusión de Pauli, limitaba las posibilidades. No todo valía en el mundo cuántico de los electrones atómicos y el principio de exclusión afirma que en una misma órbita nunca pueden encontrarse al mismo tiempo dos o más electrones que tengan todos sus números cuánticos iguales. Una consecuencia inmediata de este principio es que las órbitas jamás podrán solaparse ni cortarse, pues entonces podría darse el caso de que dos electrones se encontrasen en el mismo punto en el mismo instante de tiempo y, en consecuencia, sus números cuánticos coincidiesen. De hecho, esto también explica por qué la materia de la que estamos hechos es casi en su totalidad espacio vacío.

En conclusión, que si el fundamento de nuestra máquina miniaturizadora no es otro que una sofisticada técnica para reducir la separación entre los átomos, podríamos encontrarnos con dificultades ya no únicamente técnicas, tecnológicas o ingenieriles, sino lo que es más grave aún, con dificultades de tipo teórico fundamental, al nivel más básico y profundo de la física que conocemos y cuyas leyes parecen regir el comportamiento del universo que habitamos...