lunes, 26 de marzo de 2018

Onda contra partícula - Por: Sergio Jimarez


La luz se define como un tipo de radiación que es visible al ojo humano, es una manifestación de la energía que permite el color y brillo de las cosas, gracias a ella, el sentido de la vista ha evolucionado de manera distinta de acuerdo a las condiciones del entorno de cada especie. Un pez, por ejemplo ha adaptado su visión a un entorno acuático donde la naturaleza de la propagación de la luz es muy distinta que en el aire, la forma más clara de entender esto es que la visión de un ser humano bajo el agua es muy pobre.

La luz ha sido uno de los fenómenos más estudiados a lo largo de la historia y al mismo tiempo fue uno de los temas más complicados de tratar en el pasado, puesto que nuestra intuición nos dicta que la naturaleza la presenta como algo inherente a la realidad.

En un principio se creía que la luz tenía una velocidad infinita o que se propagaba de manera instantánea, hoy se sabe que la luz tiene una velocidad muy grande pero determinada, aproximadamente 300,000 kilómetros sobre segundo; y para el tema de la composición de la luz se creía que estaba conformada por pequeñas partículas.

Los fenómenos de refracción y reflexión eran consistentes con un “torrente de partículas”, Newton fue uno de los encargados de comprobar esta teoría corpuscular demostrando que la refracción ocurría cuando la velocidad de las partículas que formaban la luz cambiaba al ingresar a un medio de distinta densidad (este efecto es el responsable de que los objetos semisumergidos en agua se vean “quebrados”), sin embargo, estudios posteriores dieron paso a una nueva teoría donde se postulaba que la luz en realidad era un tipo de onda. Este concepto ya había sido tratado por Christian Huygens pero debido a la falta de pruebas no prosperó.

Fue hasta 1848 cuando se pudo intentar probar la teoría de Newton referente los cambios de velocidad de la luz, pero los resultados dieron valores muy dispares con lo predicho, la comunidad científica lo tomó como un error de Newton y se adoptó la teoría ondulatoria como válida aunque la principal duda de esta teoría fue que si la luz era una onda debía tener un medio físico de propagación y ya se había demostrado que la luz podía viajar en el vacío, para cubrir este detalle se dijo que entonces debería existir un medio llamado “éter” que estaba en todos lados aunque nadie todavía podía descubrirlo todavía.

Con los estudios de la electricidad nacieron nuevas fuentes que apoyaban la teoría ondulatoria, por ejemplo, Michael Faraday estudió la polarización de luz y mostró que ésta podía modificarse aplicando un campo magnético; posteriormente Maxwell, la estudio matemáticamente y en su teoría electromagnética pudo incluir a la luz que más que una onda resultaba ser una onda electromagnética. Esto daba la prueba contundente a favor de esta teoría.

A finales del siglo XIX comenzaron a salir a la luz nuevos descubrimientos que revivieron la teoría corpuscular, uno de los más importantes fue el efecto fotoeléctrico, fenómeno en donde un haz de luz impactado en una placa metálica produce una corriente de electrones. En este punto la ciencia entraba en un momento muy extraño referente a la postura sobre la luz, algunos se mantenían firmes sobre que la luz era partícula y otros apostaban a que la luz era una onda, sin embargo, también nació una vertiente, poco tiempo después, donde se trataba de unificar a las dos teorías, se podría pensar que faltaba información para poder definir si era onda o si era partícula pero esta nueva corriente buscaba hallar, más bien, información para establecer que la luz podía comportarse de las dos formas.

Actualmente, aunque no existe una teoría unificada para la luz en este sentido, la ciencia ha permitido el estudio de los fenómenos por separado y manteniendo la construcción del conocimiento sobre los mismos. Cabe mencionar que a niveles subatómicos y de acuerdo a la mecánica cuántica, sí existe una teoría para la dualidad corpúsculo-onda, tal vez con el paso del tiempo, la física permita la unificación para los niveles de magnitud siguientes y exista la explicación final para la dualidad de la luz.

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