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Imagina una sala amplia y bien iluminada. En ella se despliegan diez cuadros monumentales de colores pastel. Te paras en frente de uno de ellos. Una forma floral de tres lóbulos domina un lienzo lleno de figuras que resulta difícil de describir. La fecha de creación es de 1907, una década antes de que se descubrieran las entrañas del átomo. La artista sueca no sabía entonces que las figuras de su monumental nº7, eran una anticipación visual de la realidad cuántica del futuro.

Hilma af Klint pintaba en un estado de concentración profunda, próximo al trance. Sus creaciones, originales en la escala, número (más de 1300) y contenido, eran el resultado de lo que ella denominaba mensajes espirituales. Hoy siendo reconocida como pionera del arte abstracto, su obra adquiere aún mayor relevancia cuando se considera el contexto social en el que fue creada. Su fidelidad a un impulso interior, a pesar de las limitaciones de su tiempo, constituye un acto de coraje intelectual y artístico. En este camino no siempre estuvo sola. Junto a sus compañeras artistas de la comunidad “Las Cinco” (1897-1907), se abrió paso a lo no racional que dejó una profunda huella en su vida y en su obra.

Influenciada por la botánica y profundamente marcada por la corriente teosófica, Hilma dedicó su vida a crear una obra magnífica que hoy nos conmueve y deslumbra, a la vez que nos indigna la falta de reconocimiento por parte de sus contemporáneos y la falta de aliento recibido por Rudolf Steiner, su mentor espiritual. Es plausible suponer que, con una profunda resignación, aceptó su destino histórico y optó, o fue inducida a hacerlo, por ocultar parte de su obra hasta que “la sociedad alcanzara un nivel de comprensión suficiente para recibirla”. Y así ha sido.

A través de una novedosa combinación del color, formas y símbolos, Hilma Klint representó de forma única el universo, lo elemental y la realidad trascendente. Si quieres acompañarme, en este post exploraré la fascinante conexión entre Hilma Klint y el átomo.

ARTE, CIENCIA Y METAFÍSICA EN LA OBRA DE HILMA

Uno de los aspectos más valorados de la obra abstracta de Hilma, es el despliegue del rico paisaje cromático y formal creado con un lenguaje simbólico único. Ella exploró lo invisible de una forma muy diferente a la que lo hicieron los y las artistas de su época. Y no fue algo impulsivo, sino que dedicó toda una vida a profundizar sobre lo humano que no puede expresarse con palabras. Dejo al final del post, material de consulta que incluye algunos de los numerosos análisis que se han hecho sobre su obra.

Yo, por mi parte, voy a destacar algunos elementos que, con mirada de química, han llamado más mi atención. Me refiero al nº 7 de “Madurez” de la serie “Los Diez Más Grandes“ (“The Ten Largest”, 1907) y a “Serie Átomo”(“Atom Series”, 1917), que junto con otras piezas de la artista tuve la oportunidad de ver el pasado año en el Guggenheim de Bilbao, junto con mi amiga de la infancia Juana, bióloga y profesora en IES Leonardo Torres Quevedo de Santander.

Del primero, destaco los tres grandes lóbulos de estilo floral que encabezan este post, y que como iré contando, me transportaron a los misterios cuánticos de la materia. Los segundos me hicieron reflexionar sobre lo sobrecogedor que tuvo que ser los descubrimientos científicos del finales del s XIX y comienzos del XX, y que tanto impactaron a artistas como a la propia Klint.

DESCUBRIENDO LA QUÍMICA CUÁNTICA

La Química Cuántica es una rama de la química teórica que describe matemáticamente el comportamiento de átomos y moléculas aplicando los principios de la mecánica cuántica. Sinceramente, no esperaba tener que enfrentarme a algo tan complejo y abstracto en una carrera tan experimental como es la química. Muchos desconocen que de forma simultánea al estudio de lo observable, quien se dedica a esta profesión, debe ejercitar en mayor o menor grado, la capacidad de abstracción para entender lo que sucede en el plano atómico.

Entender qué es un átomo y cómo está constituido no es algo intuitivo. Además, estudiarlo no es fácil debido a su pequeño tamaño y a su compleja naturaleza. Por este motivo, ha sido necesario crear modelos y representaciones matemáticas, capaces de traducir conceptos complejos y abstractos en otros más comprensibles para nuestro cerebro. Llegar a ellos ha sido consecuencia de mucho trabajo, una serie búsquedas y otros tantos descubrimientos no esperados. Todos ellos, constituyen los adoquines del camino amarillo que condujeron a los constituyentes elementales de la materia.

De todos ellos, y por ser una pieza clave en la comprensión de la estructura interna de la materia, la química ha centrado su atención especialmente en uno: el electrón.

¡DISCULPE! HAY UN ELECTRÓN EN MI ÁTOMO

Los fenómenos eléctricos se conocen desde tiempo atrás. Tales de Mileto ya se percató de que el ámbar (o elektron en griego) frotado con lana adquiría la capacidad de atraer algunos objetos livianos. Esa fuerza invisible, llamada electricidad en honor al ámbar, fue desde entonces estudiada y utilizada.

Uno de los sucesos decisivos para el conocimiento de la materia sucedió en 1883. El inventor y empresario Thomas Edison, observó un fenómeno indeseado en sus lámparas de vacío: el ennegrecimiento de las bombillas. Este fenómeno, conocido como “efecto Edison“, se producía como consecuencia de la emisión de una corriente que fluía dentro de la bombilla, desde el filamento caliente hacia la placa metálica. Aunque en ese momento Edison no interpretó la naturaleza del fluido que oscurecía el vidrio, estaba ante una de las primeras evidencias de la existencia de partículas con carga negativa.

Este descubrimiento accidental, y la mejora del diseño de las bombillas, sentó las bases para investigaciones posteriores sobre la estructura atómica. Una de las figuras más importantes fue J.J. Thomson, que en 1897 realizó un gran hallazgo mientras estudiaba las luminiscencias generadas en los tubos de descarga. Al analizar la desviación de estos rayos bajo campos eléctricos y magnéticos, concluyó que estaban formados por partículas que provenían de los átomos y que tenían carga eléctrica negativa. Estos rayos, denominados catódicos porque se dirigían hacia el cátodo o electrodo positivo del tubo, y que hoy sabemos que eran un flujo de electrones, revolucionaron la física. De hecho, en 1906, le fue concedido el Premio Nobel de Física por sus contribuciones al estudio de la corriente eléctrica en los gases.

Thomson, finalmente demostró que el átomo no podía ser indivisible como se creía. Para explicar su naturaleza propuso un modelo atómico muy básico denominado “pudín de pasas”: partículas negativas incrustadas en una esfera de carga positiva.

# Lo subatómico existe

Fue algo asombroso para la comunidad científica descubrir que existían partículas más pequeñas que el átomo. Y más aún, que era posible extraerlas y estudiarlas. Que de alguna manera podían manipularse. Comenzó entonces una nueva dedicación en los laboratorios: cuantificar sus características. Pero un electrón no es un melón que se puede coger y medir con una cinta métrica o pesar en una balanza. El electrón exhibe un comportamiento elusivo, incompatible con modelos clásicos de partículas. Fue necesario inventar nuevas técnicas y diseñar muchos experimentos que, de forma indirecta, permitieran describir sus propiedades. Y se consiguió.

Una vez descubierto que los átomos eran divisibles, y que estaban constituidos por partículas subatómicas (electrón, protón (1919) y neutrón (1932)), fue necesario asignarles una ubicación dentro del volumen atómico. De este modo surgieron nuevos conceptos como órbitas y orbitales.

# Electrón, un inquilino escurridizo

La idea de que el electrón gira alrededor del núcleo como un planeta alrededor del sol (modelo de Bohr, 1913) es un paralelismo útil para crear una imagen mental en nuestro cerebro, pero está alejado de la realidad cuántica. Esta imagen sugiere que el electrón tiene una ubicación y velocidad fijas siguiendo una órbita determinada, lo cual quedó pronto descartado. Entre los trabajos que se encargaron en demostrarlo destacan los de dos de los físicos teóricos más famosos:

• Schrödinger, quien en 1926 describió el comportamiento de partículas mediante la función de onda, o solución matemática de la ecuación de Shrödinger. De la función de onda se deriva el concepto de orbital, que representa la densidad de probabilidad de encontrar un electrón en un punto determinado del átomo.
• Werner Heisenberg, quien en 1927 formuló el Principio de Incertidumbre, que establece que es imposible conocer con precisión, y de forma simultánea, la posición y el momento (velocidad) de un electrón dentro del átomo.

# La probabilidad como realidad

Según lo anterior, el orbital atómico es esa región del espacio, alrededor del núcleo, donde es posible encontrar a un electrón de determinada energía y con una probabilidad superior al 90%.

Esta idea, que propone cuantificar la incertidumbre de una realidad y presentarla como un hecho con el que trabajar, fue una gran revolución. Con el tiempo, este concepto se ha ido infiltrando en nuestra cotidianidad de formas que no siempre somos conscientes.

Por ejemplo, en nuestros móviles podemos modificar la configuración de Google Maps para que no muestre nuestra ubicación exacta. Modificando los ajustes del teléfono, en lugar de un punto azul preciso en el mapa, aparece un círculo de mayor tamaño que indica una zona donde es probable que nos encontremos. El orbital sería algo similar: zonas con alta probabilidad de presencia de electrones.

# El binomio física-matemáticas

El trabajo de los físicos consistió entonces en identificar la expresión matemática de estos volúmenes de probabilidad, resolviendo para ello la ecuación de Schrödinger para diferentes átomos. Los resultados de estos cálculos dieron lugar a diferente tipos orbitales, como los que se presentan a continuación:

• Orbital s: forma de esfera. Un único tipo.
• Orbitales p: forma dilobular. Tres tipos, según la orientación en el espacio.
• Orbitales d: combinación de cuatro lóbulos. Cinco tipos según la orientación.
• Orbitales f: combinación compleja de lóbulos. Siete tipos según orientación y forma.

De nuevo, estos modelos ayudan a nuestro cerebro a comprender como se comporta la materia a ciertos niveles. Parece paradójico que, tanto Hilma Klint como los físicos teóricos, confluyeran en un mismo punto: el uso de figuras geométricas que tratan de dar forma a lo que no somos capaces de ver.

ORBITALES HÍBRIDOS Y ENLACE QUÍMICO

El concepto de orbital no solo explicaba cómo se organizan las partículas subatómicas en el átomo, sino que también abrió el camino para teorizar cómo se forman enlaces , así como la orientación espacial de las moléculas.

Un gran contribuidor a este campo fue el químico Linus Pauling, quien recibió el Premio Nobel de Química en 1954 por su investigación sobre la naturaleza del enlace químico y su aplicación al estudio de sustancias complejas. Posteriormente, en 1962, fue de nuevo galardonado, esta vez con el Premio Nobel de la Paz, por su activismo contra las armas nucleares. Desgraciadamente, también tiene sus sombras: a pesar de la falta de pruebas concluyentes, difundió la idea de que la vitamina C puede curar los resfriados, una creencia que aún persiste en el imaginario colectivo. Pero este es otro tema.

# ¿Soñaba Hilma Klint con orbitales híbridos?

Pauling desarrolló un modelo denominado orbitales híbridos, que surgen de la combinación de orbitales atómicos y que dan lugar a nuevos orbitales.

Estos nuevos orbitales híbridos tienen también geometrías concretas, que limitan las zona donde es más probable que se encuentren los electrones de valencia, que son los responsables de los enlaces entre átomos. El concepto de orbital híbrido permitió explicar la disposición espacial de moléculas conocidas, así como a predecir las que tendrían otras nuevas. Algunos ejemplos de orbitales son mostrados a continuación:

• Combinación de 1 orbital s y 1 orbital p: híbrido sp, geometría lineal (CO₂).
• Combinación de 1 orbital s y 2 orbitales p: híbrido sp2, geometría trigonal plana (BF₃)
• Combinación de 1 orbital s y 3 orbitales p: híbrido sp3, geometría tetraédrica (CH₄).

Aunque la realidad cuántica es más compleja, los orbitales híbridos constituyen un modelo conceptual muy útil para explicar y predecir la geometría molecular, especialmente en compuestos orgánicos. Aunque es un modelo que sigue siendo empleado como recurso didáctico y en la academia, existen otros modelos, como la Teoría de Orbitales Moleculares, que explican fenómenos que los orbitales híbridos no alcanzan a explicar.

# A veces veo orbitales atómicos

Como ya he comentado, el concepto de orbital es muy posterior a “Los Diez Mas Grandes” de Hilma, y aunque me consta que espirales, lóbulos y esferas son representaciones usadas desde la antigüedad, no deja de sorprenderme el uso tan peculiar que ella les dio y el posterior significado que tuvieron en la química cuántica. Esferas, lóbulos dobles, triples y cuádruples. Yo ya solo puedo ver orbitales atómicos en ellos. Si quieres ver la dimensión de estas obras, te recomiendo que visites la página web de las Fundación Hilma af Klint.

ÁTOMOS Y ARTE EN EL COSMOS DE HILMA KLINT

Hilma fue una mujer de su tiempo, que tenía la necesidad de conocer el mundo desde una perspectiva distinta a la de las generaciones precedentes. Maravillada con la ciencia, el arte y la metafísica exploró, a través de su propia introspección, la trascendencia humana. Condicionada por motivos personales, la muerte prematura de su hermana pequeña, y en una sociedad que de forma convulsa entraba en la modernidad, empleó los recursos disponibles a su alcance para dar forma a lo invisible.

Si bien no puede afirmarse que satisfizo plenamente sus inquietudes metafísicas, es innegable que su obra conecta con dimensiones profundamente humanas, trascendiendo el arte como mero objeto visual. Además de traducir en imágenes sensaciones y anhelos, también lo hace del propio cosmos y sus constituyentes elementales. No es de extrañar, que sus exposiciones generen tanta expectación. La muestra Hilma af Klint: “Paintings for the Future” en el Guggenheim de Nueva York se convirtió en la exposición más visitada en la historia del museo, con más de 600.000 asistentes en seis meses.

Cabe añadir que Hilma af Klint no se limitó al arte abstracto, sino que también produjo paisajes, retratos e ilustraciones científicas. Además, en sus 125 cuadernos dejó por escrito sus reflexiones, detalles de su proceso creativo, y miniaturas de sus obras que usaba a modo de museo ambulante, todo ello como parte de su proyecto “Estudios de la vida espiritual“.

Voy a cerrar el post de la misma forma como comenzó, con una de las frases más famosas de esta fantástica mujer, y que da mucho para pensar.

El átomo es una puerta de entrada al cosmos.

¡Espero que hayas encontrado útil y entretenido este post!

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