¿Dónde está el fotón? ¡Aquí o aquí!

Experimento de la doble rejillaEsta entrada de nombre tan curioso (ya se que en vez de una mosca buscamos un fotón xDD), os va a enseñar uno de los fenómenos más sorprendentes de la física. Todo comenzó en 1803 cuando a un señor llamado Thomas Young tuvo la absurda (en apariencia) idea de lanzar luz contra una lámina con dos agujeros. Comprobando así que las sombras no eran las esperadas, sino que en vez de verse dos zonas luminosas (de la luz que pasa por los dos agujeros), se veían patrones de interferencia viendose numerosas zonas luminosas. Pinchad en la foto de la derecha, que es una secuencia de lo que se observa en el experimento a medida que pasa el tiempo, para entenderlo mejor. El nombre de este experimento pasó a ser el de Experimento de la doble rejilla, y dio mucho que hablar…

Este experimento fue el principio de lo que se denominó posteriormente, Dualidad onda corpúsculo. Había numerosos científicos que seguían las teorías del padre de la física clásica, Sir Isaac Newton, que sostenían que la luz estaba formada por partículas, apoyados también por el descubrimiento del efecto fotoeléctrico por parte del gran Albert Einstein; mientras que otros “revolucionarios” como Maxwell, Young o Huygens seguían las teorías de este último, que sostenían que la luz era sólamente una onda. La disputa duró numerosos años, y aquí lanzo una pregunta a los no iniciados en física. ¿Cuál de los dos grupos tenía razón?

Prisma
La respuesta, además de simple, es sorprendente. Y es que ambos grupos tenían razón!! Fue el joven De Boglie quien propuso esta increíble y acertada teoría en su tesis doctoral en 1924, diciendo que:

Toda la materia presenta características tanto ondulatorias como corpusculares comportándose de uno u otro modo dependiendo del experimento específico.

ÁtomoPues bien, esto es lo que ocurre en el experimento que antes os mencioné de la doble rejilla. Los fotones (partícula de luz) tienen particularidades de onda y partícula, pero no son los únicos afortunados… De hecho todos los cuerpos tienen asociada una onda que se mueve con ellos!! Sorprendente, eh?? Pues la explicación es bien sencilla y la dedujo el mismo De Broglie. Para no meterme en fórmulas (si os interesa la tenéis aquí) os diré que la longitud de onda (tamaño de la onda) de nuestra “onda asociada” varía con la velocidad y es menor cuanto más masa tengamos. Por ejemplo, nosotros no sentimos nuestras propias ondas ya que su tamaño es muy muy muy pequeño; pero si nos ponemos en el caso de un electrón que es muy chiquitín, su onda asociada tiene un tamaño similar a él, de modo que sus efectos son apreciables. Y por tanto esto significa que si lanzamos electrones contra nuestra lámina de dos agujeros, sufrirá el mismo fenómeno que el fotón.

Si no habéis entendido muy bien toda esta explicación, el doctor Quantum os lo explica perfectamente en este vídeo. Además de daros alguna explicación extra sobre el curioso Principio de Incertidumbre de Heisenberg. Que lo disfrutéis.

Saludos

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Sobre el Autor:

Físico de materiales, nacido en El Bierzo y adoptado en tierras asturianas y vascas durante su paso por la Universidad de Oviedo y la Universidad del País Vasco. [...]

14 Comentarios

  • El profesor Quantum?? Vaya paranoia, no? xDD

    Está interesante la cosa esta de la luz. Lo bien que me quedó mi dibujo de la doble rejilla de Young en el examen de 1º de bachillerato de Física xD.

    Estaría bien que hablases cómo entendían las escuelas clásicas el fenómeno de “ver”. Decían que los ojos despedían rayos invisibles que “tocaban” y “notaban” los objetos, y volvían a nuestros ojos para decirnos cómo era lo que habían tocado. Mucho Mediterráneo se fumaron estos xD

  • Sí, la verdad es que el nombre es bastante ridículo, pero bueno. xDD

    No conocía yo esa milonga de echar rayos invisibles por los ojos!! Pero suena divertido!! xDD Quizá busque información y haga alguna entrada sobre el tema.

    Saludos

  • Una entrada que nos adentra en los misterios de la física.
    O sea que a veces se comporta como lo hacen las partículas y otras como lo hacen la ondas…
    ¿Al final la luz qué es? ¿Son ondas o materia? Hace poco leí en un libro de divulgación que no está claro del todo si es materia o ondas. ¿Es cierto?

    Por cierto, una entrada ¡muy interesante!. Aunque no se proponga ningún experimento para hacer uno mismo estaría muy bien ponerla en Museo de la ciencia

    Bueno, saludos…

  • No son ni ondas ni partículas, sino las dos cosas a la vez. xDD Es algo raro de imaginar, pero puedes pensar en un fotón que va acompañado por una onda electromagnética mientras se mueve. Eso es la luz.

    Haber si esta noche tengo tiempo y lo pongo en el Museo de la Ciencia. Y por cierto, tengo que poner también la de “Análisis de FCF: #2”, que me había olvidado!! xD

    Saludos

  • Ok. Pero eso se sabe o se supone por los resultados de los experimentos. Es que donde yo lo leí insinuaban que se suponía lo que dices pero que no estaba muy claro o algo así…

    Muy bueno el post. Me ha gustado el video del doctor cuantum…:)

    Saludos

  • Héctor (por cierto, yo también me llamo así XD), se comportan como ondas y como partículas. Todo depende del experimento que se haga. En unos se pondrán más de manifiesto las características corpusculares, y en otros las ondulatorias.
    El verlos como ondas “o” como partículas se debe a que son los comportamientos conocidos con los que los podemos comparar. En realidad no es ni lo uno ni lo otro, pero también son las dos cosas a la vez.
    Imaginárselo es complicado, si no más allá de lo concebible…

    Un saludo.

  • Perfectamente explicado DarkSapiens. Se puede resumir en que la luz no es ni onda ni partícula, sino todo lo contrario. xDD

    La luz es la luz y es única. Por eso es “el señor del universo” (ya se que luz es femenino, pero no me sonaba bien señora del universo xDD)

    Saludos

  • Vale, gracias a los dos

  • Buen tema para un post, la idea de las ondas y pepitas (como le decimos acá) representa un desafió para el razonamiento (¿como pueden ser al tiempo ondas y partículas?) pero en física esos desafíos son muy comunes por ejemplo me es difícil imaginar tres dimensiones y los físicos modernos contemplan 10 incluso mas, y es precisamente esto (lo de las dimensiones ) lo que trata de explicar el comportamiento de la luz: la idea es que esta es una manifestación de una perturbación geométrica en una dimensión superior (creo que en la quinta) y las consecuencias de esto se ven en nuestro espacio tridimensional como luz.

  • Hola Jaime, ante todo bienvenido a mi humilde blog!! xDD

    Curioso lo de llamar a las partículas pepitas en Colombia. xDD Tienes razón en lo de que los físicos teóricos actuales contemplan multitud de dimensiones. Lejos quedan las tres dimensiones espaciales y el tiempo (la cuarta dimensión), para los físicos que se dedican a la teoría de cuerdas, pero si te digo la verdad es muy interesante todo esto.

    Quizá cuando acabe la carrera me de por investigar algo en este mundillo y entonces os contaré más cosas en detalle. xDD

    Por cierto, tienes un buen blog!!

  • wis_alien, lo de “acá” me refería a la U donde estoy pues algunos estudiantes se refieren a la asignatura de ondas y partículas con el seudónimo de ondas y pepitas, tal vez para hacerla ver mas divertida o sencilla , no se.
    ha y gracias por darme la bienvenida a este interesante blog, ya estaré por hay atento a otras publicaciones.

    Siempre es bueno conocer gente intelectualmente estimulante.

    hasta la blogxima

  • No me funciona internet porque parece ser que la Univesidad de Oviedo tiene algún problema con el servidor y el proxy no va… Espero poder entrar sin problemas mañan porque esto de conectarse desde el movil es algo caro… xDD
    Saludos

  • Ah!! Ok, ok, solo las llamáis pepitas para hacer más ameno el nombre. xDD No está mal y además es muy curioso. xDD

    Gracias por decir lo del blog, estaré atento a tus publicaciones también.

    Saludos

  • Chiste o no chiste?

    A ver! Al final como quedamos?
    Te traigo un saco de ondas (con fibra) o por el contrario prefieres corpúsculos (de kellogs)?
    Pues mira; ahora prefiero ondas, ahora prefiero corpúsculos.

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