Page 114 - 03 Heisenberg

pos magnéticos -algo que se utiliza en los electroimanes, como
el que hace funcionar un timbre eléctrico- y que los campos mag-
néticos en movimiento produzcan corrientes -lo que se utiliza
para la producción de electricidad en las centrales-. Las propie-
dades magnéticas de un material se atribuyeron a las corrientes
eléctricas producidas por sus electrones, pero no pudo darse una
explicación detallada del fenómeno hasta que se desarrolló la me-
cánica cuántica.
Ya hemos visto que el espín de los electrones está relacionado
con sus propiedades magnéticas: los electrones se comportan
como pequeñas brújulas o pequeños imanes, aunque con alguna
complicación adicional por tratarse de objetos cuánticos. Si mu-
chos de los electrones de un material orientan sus espines en una
misma dirección, se producirá un campo magnético global, es
decir, el material se magnetizará. El que la magnetización sea per-
manente o no depende de la interacción entre los electrones y de
la estructura particular del material.
Recordemos ahora lo que hizo Heisenberg para aclarar el
misterio del parahelio y el ortohelio. La función de onda de dos
electrones es antisimétrica -cambia de signo- cuando se inter-
cambian sus posiciones y sus espines, con lo que se asegura que
dos electrones no puedan ocupar los mismos estados cuánticos,
tal como requiere el principio de Pauli. Heisenberg demostró que
en el átomo de helio existen dos tipos de función de onda: una
cuya parte de espín es antisimétrica -el parahelio- y otra simé-
trica-el ortohelio-. ¿ Y qué tiene que ver esto con el magnetismo?
Para tener una magnetización permanente, todos los espines de
los electrones han de estar orientados en la misma dirección, así
que la parte de espín de la función de onda es simétrica: perma-
nece igual si se intercambian dos espines cualesquiera. Por tanto,
la parte espacial de la función de onda debe ser antisimétrica: ha
de cambiar de signo al intercambiar las posiciones de dos electro-
nes. Heisenberg demostró que en el cálculo de la energía asociada
a la interacción de Coulomb entre los electrones aparece el mismo
término que se obtiene con la física clásica más otro término de
origen puramente cuántico, relacionado con la antisimetría de la
función de ondas. En la jerga técnica se le llama término de inter-

114 EN DEFENSA DE LA FÍSICA TEÓRICA