El
primer contacto que tuvimos con el mundo atómico se remonta a aquel tierno
dibujo de unas bolas, algunas apelmazadas formando el centro y otras girando
alrededor de este. Así conocimos al átomo, y así nos formamos la opinión de que
por ser bolas las partículas se deberían comportar como tales. Pero aquí es
donde está el error, a escala nanoscópica nada se comporta como en nuestro
“mundo”. La luz, los átomos, los electrones desafían en su día a día las leyes
de la lógica del nuestro. En esta pequeña introducción solo nos fijaremos en
una de sus peculiaridades, su naturaleza de dualidad onda-corpúsculo.
Toda forma de materia tiene en el
fondo una naturaleza atómica, es decir está compuesta por partículas básicas.
Estas partículas no solo son eso, corpúsculos, sino que además actúan como si
se tratasen de ondas. Fue el genio de Max Planck quien supo ver, al estudiar la
radiación ultravioleta, que la luz se comportaba como si viniese en cajitas de
mínima energía. Es decir la luz no actuaba como si se tratase de una forma de
energía continua (onda), más bien lo hacía como si fuese discontinua
(partícula). Pero la verdad es que no
podemos determinar si es una u otra, no es ninguna de las dos. Esta cualidad de
toda partícula subatómica se puede ver muy bien con el experimento de la doble
rendija. Antes de empezar volvamos a nuestro mundo, aquí imaginémonos dos
modelos. En el primero tenemos una rendija y en el segundo dos, ambas paralelas,
y detrás de estas una tarjeta. A nivel macroscópico si lanzamos una serie de
partículas por las rendijas en la tarjeta veremos la franja que se produce por
el impacto de estas. Pero si usamos una onda lo que veremos será: en el caso de
usar una franja, una línea más intensa en el medio que se difumina hacia los
lados; si por el contrario pasa por dos, una serie de patrones se irán
dibujando porque las dos franjas crean dos ondas que interfieren entre si dando
lugar a la serie de modos. Si este experimento se lleva a la escala de un
electrón y es a este al que lanzamos contra la rendija pasará lo siguiente. Si
los lanzamos de uno en uno, para que no interactúen entre ellos, crearan una
sola franja (como si fuese una partícula). En cambio si añadimos la segunda
franja el resultado en la tarjeta es el mismo que el de una onda; una serie de
líneas provocadas por las interferencias de una onda.
Así pues tenemos que un electrón
puede comportarse tanto como una partícula que como una onda, pero sin ser
ninguna de estas, y esto es también aplicable a cualquier partícula subatómica.
Esto sería el comportamiento cuántico: un electrón, protón, fotón, etc., se
comporta tanto como una partícula como una onda y por tanto se dice tienen una
dualidad onda-corpúsculo. Siendo el experimento usado para verlo una variante
del experimento de la doble rendija, conocido como La paradoja del experimento
de Young que fue propuesto por Richard Feynman.
A nivel macroscópico:
A nivel microscópico
(con dos rendijas):
Álvaro Fragua Dols
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