¿De Qué Está Compuesta Realmente la Electricidad según la Física Cuántica?

Este documental desmonta la idea de que la electricidad es un fluido que corre por los cables. El narrador explica que los electrones de un cable de cobre apenas se desplazan: su velocidad de arrastre es de unos 0,07 mm por segundo, unas 200 veces más lenta que un caracol, y que la energía no viaja dentro del cable, sino por el campo electromagnético que lo rodea. El recorrido histórico comienza con Tales de Mileto, que frotó ámbar hace unos 2.600 años, y avanza por Benjamín Franklin (cargas positiva y negativa y su conservación), la ley de Charles-Augustin de Coulomb, el descubrimiento del electrón por J.J. Thomson en el Laboratorio Cavendish de Cambridge y el experimento de la gota de aceite de Robert Millikan, que demostró que la carga está cuantizada. En 1820, Hans Christian Ørsted comprobó en Copenhague que la corriente desvía una brújula; Michael Faraday, autodidacta de la Royal Institution de Londres, descubrió la inducción electromagnética y concibió las líneas de fuerza; James Clerk Maxwell convirtió esas intuiciones en ecuaciones que unifican electricidad, magnetismo y luz, predicción confirmada por Heinrich Hertz. John Henry Poynting demostró que la energía fluye por el espacio alrededor de los conductores, no por su interior. La segunda mitad aborda la física cuántica: bandas de energía y el principio de exclusión de Wolfgang Pauli explican por qué conducen los metales y no los aislantes, cómo funcionan los semiconductores dopados, por qué la resistencia surge de la dispersión por fonones e impurezas, y qué ocurre en la superconductividad: Heike Kamerlingh Onnes la descubrió en 1911, Bardeen, Cooper y Schrieffer la explicaron con pares de Cooper, y Bednorz y Müller hallaron en Zúrich superconductores cerámicos de alta temperatura aún sin teoría completa. Finalmente, la electrodinámica cuántica (QED), nacida de los cuantos de Planck y los fotones de Einstein y desarrollada por Feynman, Schwinger y Tomonaga, describe con fotones virtuales la interacción entre cargas; junto a la constante de estructura fina (≈1/137) y las fluctuaciones del vacío, revela que la electricidad no es una sustancia, sino un proceso de campo cuántico que conecta cargas, electrones y fotones. Aunque hoy decimos que la electricidad "fluye", la palabra misma nació del ámbar: los griegos lo llamaban elektron, y ya Tales de Mileto notó que frotado atraía plumas y trozos de paja, una observación que algunos sitúan hacia el año 600 antes de nuestra era (es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica). Benjamín Franklin imaginaba entonces un único "fuego eléctrico" que se transfería al frotar el vidrio con las manos, y esa idea resultó acertada a medias: lo que se transfería eran electrones, aunque la convención posterior les asignó carga negativa, algo que no fue culpa suya (es.knowablemagazine.org). La imagen del fluido, por cierto, no solo es imprecisa, es casi lo contrario de lo que ocurre. En un cable los electrones apenas se rozan entre sí, al revés que las moléculas de agua, que se mueven como un todo coherente; por eso físicos como Cory Dean, de la Universidad de Columbia, subrayan que comparar corriente y caudal lleva a error (culturacientifica.com). Al pulsar un interruptor, además, los electrones del cable de casa no vienen de la central ni recorren kilómetros: llevaban ahí siempre, moviéndose unos pocos milímetros por segundo, mientras la energía se propaga como perturbación electromagnética a una velocidad cercana a la de la luz (josereflexiona.es). Curiosamente, Thomson llamó a su partícula "corpúsculo", y solo más tarde se impuso el nombre de electrón.