Hay quien recuerda con entusiasmo su primer contacto con la física. Para muchos, sin embargo, la física cuántica fue esa parte del temario que parecía escrita en otro idioma. Fórmulas abstractas, fenómenos contraintuitivos y una sensación persistente de no comprender nada. ¿Y si hubiera otra forma de aprenderla? ¿Y si detectar partículas subatómicas fuera tan emocionante como resolver un misterio?
Eso es exactamente lo que han conseguido Héctor Reyes-Martín y María Arroyo-Hernández, investigadores de la Universidad Francisco de Vitoria. Su estudio, publicado en la revista Quantum Reports, propone una actividad educativa basada en datos reales del CERN y principios de neurociencia cognitiva. Y lo más sorprendente: ha demostrado aumentar la motivación de los estudiantes, sin diferencias entre hombres y mujeres.
Aprender física cuántica desde el cerebro
Uno de los puntos clave de esta propuesta es considerar cómo aprende realmente el cerebro. La física cuántica no solo es compleja por su contenido, sino porque “nuestro cerebro está adaptado a tomar decisiones rápidas con poco gasto energético”, explican los autores. Este diseño evolutivo, eficaz para la supervivencia, choca frontalmente con los conceptos abstractos y paradójicos que presenta la cuántica.
El estudio subraya que entender fenómenos físicos implica activar la corteza prefrontal dorsolateral, una región que demanda gran consumo de energía y que además es la última en madurar en el desarrollo cerebral humano. Por eso, introducir conceptos complejos sin una base sólida ni estrategias adecuadas suele generar rechazo. De ahí que Reyes-Martín y Arroyo-Hernández hayan optado por un enfoque motivacional y experiencial, basándose en cómo se consolidan los recuerdos y cómo intervienen estructuras como el hipocampo y la amígdala.
“En cualquier proceso de aprendizaje hay un factor afectivo”, recuerdan. Activar el circuito de recompensa cerebral —el mismo que libera dopamina cuando logramos algo— puede marcar la diferencia entre el aburrimiento y el entusiasmo por aprender.
Una experiencia con sabor a descubrimiento
El corazón del experimento está en una actividad didáctica con datos reales del detector CMS del CERN. Los estudiantes usan un simulador online que reproduce eventos de colisiones de partículas. A partir de las trazas, deben deducir qué partículas están observando, cómo se mueven y qué implicaciones tienen.
Lejos de ser un simple juego, la propuesta incluye cálculos reales de velocidad, radio de curvatura, longitud de onda de de Broglie o masa-energía. Los estudiantes también analizan decaimientos de bosones y reconstruyen los estados iniciales de los eventos. Todo esto, con el aliciente de trabajar con datos auténticos.
La actividad está diseñada para fomentar el pensamiento crítico, el trabajo colaborativo y la reflexión. Se parte de conceptos clásicos como la Ley de Ampère o la fuerza de Lorentz, lo que permite establecer un puente con los fenómenos cuánticos. Según los autores, “partir de la realidad permite una mejor conexión entre el alumno y el objeto de estudio”.
Además, el hecho de “encontrar una partícula entre las combinaciones propuestas” genera una satisfacción inmediata que activa los mecanismos cerebrales de recompensa. Esto refuerza el deseo de repetir la actividad y continuar aprendiendo.
¿Funciona realmente? Resultados medidos
El estudio se aplicó a 81 estudiantes de entre 18 y 20 años, procedentes de carreras técnicas como ingeniería informática, inteligencia artificial, arquitectura e ingeniería matemática. Se les administró un cuestionario con nueve ítems para medir su motivación intrínseca, diseñado con el método Delphi y validado estadísticamente .
Los resultados fueron claros: la actividad aumenta la motivación para aprender física cuántica, tanto en hombres como en mujeres. Solo en dos preguntas (conocimiento previo de aplicaciones tecnológicas y nivel de interés general por la cuántica) se observaron diferencias significativas por género. En el resto, ambos grupos se mostraron igual de implicados y motivados.
Esto es especialmente relevante si se tiene en cuenta que tradicionalmente las mujeres han expresado menor confianza en física o matemáticas. Sin embargo, en esta actividad, “no se observaron diferencias significativas entre ambos grupos”, lo que sugiere que una buena propuesta pedagógica puede neutralizar los sesgos motivacionales iniciales.
Una herramienta contra los estereotipos
El artículo pone de relieve el potencial de este tipo de iniciativas para fomentar la equidad de género en carreras STEM. Aunque las mujeres mostraron menor interés inicial, valoraron más la actividad como un desafío personal. “Puede reflejar la creciente confianza que están ganando cuando se enfrentan de verdad a la disciplina”, apuntan los autores.
En un contexto donde aún persisten estereotipos y desequilibrios en la representación femenina en física, actividades que motiven a todos por igual son fundamentales. Como destaca el estudio, hombres y mujeres pueden lograr los mismos resultados, aunque no necesariamente usen las mismas estructuras cerebrales para llegar a ellos.
Además, el trabajo en equipo y el enfoque colaborativo refuerzan la autoestima y el sentido de pertenencia, factores clave para la permanencia de las mujeres en entornos académicos mayoritariamente masculinos.
Aprender cuántica puede ser emocionante
En lugar de memorizar fórmulas, los estudiantes viven una experiencia. Cada evento analizado es distinto. Cada pista en el simulador es una oportunidad de descubrir una partícula subatómica, de aplicar un concepto abstracto a un caso real. Y, sobre todo, de sentir que están haciendo algo que importa.
Esta propuesta conecta el contenido con la emoción, la teoría con la práctica, el rigor con la motivación. No sustituye al aprendizaje tradicional, pero lo complementa con una dimensión experiencial que lo hace más efectivo y duradero.
Como concluyen Reyes-Martín y Arroyo-Hernández, “el deseo de aprender que despierta esta actividad la convierte en una herramienta valiosa para fomentar el interés por la física cuántica”, especialmente entre quienes históricamente se han sentido menos llamados a este campo.
Referencias
Cortesía de Muy Interesante
Dejanos un comentario: