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La luz, ¿onda o partícula?

La luz tiene una dualidad en la que podrían caber dos expresiones, bien está formada por fotones, partículas que son ondas, o bien; se trata de una onda formada por partículas denominadas fotones. Y la realidad es que, la partícula no oscila sino que la partícula misma es la oscilación. La luz se comporta como si fuera una onda y otras veces como si fuese un conjunto de partículas.

Hasta 1905, con Albert Einstein, fue que la luz dejó de ser lo que era: una onda que se propagaba en todas las direcciones del espacio, igual que el sonido.

Lo curioso es que las ondas y las partículas nada tienen que ver entre sí. Una partícula se sitúa en un momento dado, en una posición determinada. Podemos pensar en una pelota a la cual, si le damos una patada, podemos trazar la trayectoria que ésta sigue en todo momento. Con una onda, esto no sucede así, cuando aventamos el patito a la alberca, éste genera una onda que se propaga sobre la alberca en todas las direcciones.

Adicionalmente, las partículas tienen una cierta masa en tanto que, la onda transporta energía de un lugar a otro. Tampoco está de más recordar que cuando las partículas chocan, éstas cambian la dirección de su movimiento y su velocidad. Pero cuando dos ondas se encuentran, no cambian ni dirección, ni velocidad, sino que continúan su camino superponiéndose la una sobre la otra… todos lo hemos visto y se le denomina interferencia.

Algo curioso es que las ondas pueden da vuelta en las esquinas, pero las partículas no. Y es que, al igual que el sonido, cuando se llega a la esquina, la onda se vuelve a propagar en todas las direcciones desde ese punto y puede llegar hasta donde se escucha. Se trata del fenómeno de difracción.

Así pues, con todo lo anterior en mente, queda claro que una partícula no puede ser una onda, ni viceversa. Simplemente, pensar en que algo pueda estar fijo y en todos los lugares a la vez, es inimaginable. Algo no puede tener masa pero no tenerla y tampoco puede chocar cambiando su trayectoria e interferir sin alterar su camino a la vez.

Juntar dos conceptos en uno mismo, resulta irónico. Pero para escrutinio de la ciencia, una idea lo cambiaría todo.

En 1923 a Louis de Broglie se le ocurrió una idea sencilla aunque difícil de digerir. Era una hipótesis que necesitó el visto bueno de Albert Einstein para que los examinadores de la tesis pudieran aprobar. En entrevista con Broglie en 1963, éste explica: “como en mis conversaciones con mi hermano siempre llegábamos a la conclusión de que, en el caso de los rayos X, uno tiene ondas y corpúsculos, entonces, de repente –fue en el transcurso del verano de 1923- tuve la idea…”.

¡Pero antes! Sucede que en 1905 Einstein mostró que la luz puede actuar como un conjunto de partículas, demostrado con el efecto fotoeléctrico. Y Louis de Broglie, le dio la vuelta… ¿y si las partículas que conformaban la materia, como los electrones, muestran la mismas dualidad onda-partícula, pero nunca hemos hecho el experimento para verlo?

Si lo que entendíamos como onda en realidad también es una partícula, entonces lo que hemos entendido como partícula, quizá en realidad también es una onda. Esta fue la hipótesis de Broglie, quien para 1929, era galardonado con el Premio Nobel de física “por su descubrimiento de la naturaleza ondulatoria de los electrones”.

 

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