¿El vacío está realmente vacío? ¿Vacío y nada son lo mismo? De acuerdo a la teoría cuántica de campos, no: El vacío no estaría realmente "vacío", sino que conviven en él una serie de campos cuánticos, que gobiernan el funcionamiento y la interacción de las partículas fundamentales que componen tanto la materia, como las ondas de luz, y las fuerzas que se ejercen sobre ellas.

Estos campos existirían en todo el espacio. Es decir, son como una gran "sábana tridimensional" fluida, y están presentes en cada punto del Universo. Y las partículas (tanto la materia, como la luz o hasta probablemente la gravedad) serían excitaciones o vibraciones de estos campos, debido a la energía presente en un punto determinado.

Estas excitaciones aparecen y desaparecen, por lo que las partículas pueden crearse y destruirse como consecuencia, pasando la energía de un campo a otro. Podemos imaginar a los campos interactuando como varios océanos superpuestos que cubren el universo, donde cada pequeña ola es una partícula, y muchas veces una ola desaparece de un océano, "transmitiendo" su movimiento a una ola de otro océano en su misma ubicación.

Esto ocurre, por ejemplo, cuando la materia es aniquilada al chocar con antimateria: este proceso arroja rayos gamma, entre otras partículas. Es decir, los componentes de la materia y la antimateria (electrones, positrones, neutrones, etc., cada uno gobernado por su campo) son como olas que desaparecieron, pasando su excitación al campo electromagnético (rayos gamma).

La teoría explica a las partículas como excitaciones o vibraciones de sus campos fundamentales.

Cuando vemos estos océanos en detalle, a nivel cuántico (es decir, a escala atómica y subatómica), podemos imaginarlos como un como un conjunto de osciladores armónicos: Algo así como infinitos pequeños péndulos, los cuales al mover a un lado, vibrarán de un lado a otro hasta volver a su posición central.

Vale aclarar que el mundo cuántico no responde a nuestras intuiciones, ya que no estamos acostumbrados a percibirlo. Por lo que todas las analogías presentadas aquí son aproximaciones imperfectas: Los campos cuánticos son, fundamentalmente, entidades matemáticas que permiten explicar el funcionamiento de las partículas y sus interacciones.

Si queremos entender realmente cómo funciona el mundo cuántico, deberemos abandonar las analogías y sumergirnos en la teoría. Pero, como ocurre con todas las áreas donde queremos abordar conceptos que no son familiares, las explicaciones análogas permiten "mojar los pies" para acosumbrarnos al agua antes de zambullirnos de lleno en el "océano" de los campos cuánticos.

El campo se puede representar como infinitos osciladores armónicos, que vibran al ser excitados.

Cuando comenzamos a meter el cuerpo al agua, empezamos a entender que el mundo cuántico puede ser muy difícil de entender: Las partículas pueden no estar en un lugar definido, o incluso estar en varios lugares a la vez; La luz puede ser una onda o una partícula dependiendo de cómo interactuemos con ella para medirla; La realidad cuántica no es local, y un evento distante puede estar íntimamente vinculado a otro; Y muchas otras particularidades que van en contra de todo lo que creemos saber sobre nuestro Universo.

Volviendo a las analogías, es como ver una naranja desde varios metros de distancia: Parece una pelota, mayormente homogénea en su superficie. Pero cuando nos acercamos a nivel microscópico, encontramos una superficie muy rugosa, llena de protuberancias y seres microscópicos viviendo en ella. En nuestra "escala cotidiana", el universo es clásico; Pero debajo de esta realidad, éste se vuelve cuántico y muestra un funcionamiento muy distinto.

Te invitamos a leer mas sobre la teoría cuántica de campos, así como los conceptos que desafían nuestra comprensión de la realidad cotidiana propuestos por la mecánica cuántica y sus derivaciones teóricas (qué son las partículas virtuales, o experimento de la doble rendija son dos áreas muy interesantes de estudiar), y a continuar la discusión en nuestras redes sociales.