Rodolfo Bernal



miércoles, 18 de marzo de 2009

CC02 La luz tiene propiedades de onda y de partícula

Cuando Young estudió la interferencia de la luz al pasar a través de un par de rendijas alrededor de 1802, sus experimentos se tomaron como evidencia de que la luz era una onda. Esta conclusión se sustentó en 1850 por la observación de Foucault de que la luz viaja más lento en agua que en aire. Evidencia posterior en las dos décadas siguientes incluyó a Maxwell mostrando que la luz consiste de campos eléctricos y magnéticos oscilantes. El hecho de que Michelson y Morley no pudieron observar el éter, el medio a través del que se pensaba en ese entonces que viajaba la luz, en 1887 solo exigió dudosas correcciones a la teoría.
Pero en los 1880s se observarvaron también la radiación de cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico, que fue imposible explicar con la teoría ondulatoria de la luz. En 1900, Planck propuso el "quantum", una unidad corpuscular de luz con una cantidad específica de energía, para explicar las curvas de radiación de cuerpo
 negro observadas. El quantum (o "cuanto") se consideró en un principio un artificio matemático, pero ganó aceptación en 1905 cuando Einstein lo utilizó para explicar los experimentos en que se observaba el efecto fotoeléctrico. Pasó más de una década antes de que los físicos - de manera común - aceptaran que el quantum reflejaba la naturaleza de partícula de la luz.
Actualmente sabemos que la luz algunas veces se comporta como onda y otras veces se comporta como partícula. Por ejemplo, si llevamos a cabo el experimento de Young de la doble rendija, observaremos el patrón que predice la teoría corpuscular si ponemos un detector para ver por cual rendija pasa cada cuanto de luz, pero si quitamos el detector, observaremos el patrón que predice la teoría ondulatoria. así que, ¿es la luz partícula u onda? Depende de la clase de experimento que hagamos. Una característica esencial de la mecánica cuántica es que la forma en que hacemos nuestros experimentos afecta los resultados que observamos.















Adaptado de "Quantum Mechanics Crash Course", de Zaarur, Peleg y Pnini.

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