¿Qué es la luz? Parte 2

A finales del siglo XIX, surgió una experimento que revolucionó la forma de pensar la luz. Gracias a diversos experimentos, se sabía que la luz era una forma de energía, y si se hacía incidir sobre algo, ésta le cedería energía a ese algo. Por ejemplo, si se hacía incidir sobre una placa metálica, se sabía que la energía de la luz cedería su energía principalmente a los electrones hasta desprenderlos de la placa. Como es muy natural pensar, entre más luz se incida sobre la placa, más energía se cede y mas electrones se desprenden de la placa. Este experimento se realizó y, para sorpresa de todos, la cantidad de electrones que se desprendían de la placa, tenían un límite. Es decir, había un punto en el que a pesar de incrementar la intensidad de la luz, ya no se desprendían más electrones. La sorpresa fue aún mayor cuando se dieron cuenta de que este límite cambiaba se se hacía incidir luz de otro color sobre la placa. Lo que estaba diciendo la naturaleza es que la energía absorbida por los electrones no dependía tanto de la intensidad de la luz como del color. Esto se conoce como el efecto fotoeléctrico, y fue resuelto por Albert Einstein en 1905 (razón por la cuál obtuvo el premio Nobel en 1921), basado en ideas que Max Planck propuso en 1901.


La solución de este problema se basa en el hecho de que la energía, en muy pequeñas escalas, se cede y se absorbe en cantidades fijas y bien determinadas. Es decir, no se puede ceder ni absorber cualquier cantidad de energía, sino sólo múltiplos de un minimo al que se le llama "cuanto" de energía.


Más tarde, en 1925 Louis de Broglie propuso que las partículas podían tener propiedades de onda y vicerversa. Esta idea revolucionó la concepción de particula y onda, pues ahora parecían ser lo mismo. De ser así, la luz, a la que se había aceptado como una onda y se le habían comprobado experimentalmente propiedades ondulatorias, podía ser un conjunto de particulas. De un momento a otro, resurgía la interpretación que Newton le daba a la luz. Para desgracia del mundi cientifíco, las ideas novedosas derivadas de la física cuántica, no se podían comprobar tan fácil, pues sólo se manifestaban claramente en escalas tan pequeñas como la de los electrones, y en esos días no se tenía el equipo necesario para hacer los experimentos a esta escala.


Hoy en día, se cuenta con muchas herramientas que nos permiten explorar el comportamiento de la luz como una onda o como una particula. Por ejemplo; el láser, que ofrece una fuente de luz de un solo color, en una sola dirección y bien definida, a diferencia de un foco o una vela que producen luz de varios colores y dispersa, así como toda la electrónica desarrollada: desde los detectores hasta las computadoras. Cabe mencionar que México no se queda atrás.

Actualmente en la UNAM se están haciendo experimentos, los cuales buscan corroborar que la teoría cuántica es una teoría completa. Estos experimentos consisten en detectar ciertos fotones (partículas asociadas a la luz y a las ondas electromagnéticas en general) que se conocen como "enredados" por sus fuertes correlaciones. De esta forma se pretende poner fin a la paradoja propuesta por Einstein, Podolsky y Rosen en 1935 (conocida como paradoja EPR) donde parecía que la teoría cuántica se contradecia con la relatividad.

La ciencia, y en particular la física, busca entender y describir a la naturaleza para poder predecirla y seguir entendiéndola. La luz puede ser una particula, una onda o las dos al mismo tiempo, la interpretación depende de qué es lo que se busca entender y predecir acerca de ella. *


*Facultad de ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México.

Armendáriz Peña, Gusstavo (Agosto de 2010) ¿Qué es la luz? DIFUSIÓN UNIVERSITARIA RAPSADA. Año 5 No. 54 P. 6