DUALIDAD DE LA LUZ

DUALIDAD DE LA LUZ
Desde sus inicios, la física ha sido utilizada como herramienta para lograr predecir
fenómenos cuyos efectos puedan ser utilizados posteriormente en el uso de nuevas
tecnologías. El comportamiento de la luz, fenómeno familiar para la humanidad desde
siempre, ha podido ser explicado tan solo hasta hace poco tiempo atrás, y es que en
nuestra lógica nos es difícil comprender lo complejo (de nuevo, en nuestra lógica) que
puede llegar a ser el comportamiento de aquellas partículas que todo constituyen.
El comienzo de su estudio, denominaría la luz como onda, pues la experiencia humana
indicaba la incapacidad de ver aquello como un algo con masa aunque posiblemente si
con un lugar en el espacio. Sin embargo entraría en la historia Newton en el siglo XVII
definiendo este fenómeno como corpuscular, con el principal argumento de que su
propagación se llevaba a cabo en línea recta, además explicaba fácilmente el fenómeno
de reflexión de la luz. En sus comienzos, muchos serían los contradictores, sin embargo,
dicha teoría perduraría hasta comienzos del siglo XIX, en donde un importante
experimento conduciría a nuevas conclusiones, el experimento de Young, se apreciaba
como la luz presentaba interferencia y difracción, fenómenos característicos de las ondas.
Sería tan solo hasta comienzos del siglo XX en donde se definiría lo que hoy se conoce
como dualidad onda-corpúsculo gracias a la inventiva, creatividad y análisis del científico
alemán Albert Einstein, quien por medio de la explicación del efecto fotoeléctrico llegaría a
esta conclusión.
El efecto fotoeléctrico consiste en la aparición de corriente sobre un material conductor
cuando sobre su superficie incide un rayo de luz cuya frecuencia debe ser superior a
cierto valor característico para cada material. Lo que ocurre en este caso se explica
comprendiendo la luz como un “algo” compuesto por diminutas partículas llamadas
fotones, aunque con frecuencia y longitud de onda. Dichas partículas al estar en
movimiento producían cierto valor de energía. En el efecto fotoeléctrico dicha energía
incide sobre los átomos haciendo que los electrones que necesitan menos energía para
salir, salgan del átomo, produciéndose por tanto la corriente mencionada. Lo curioso en
esta experiencia era que a mayor intensidad de luz, la corriente no variaba, en cambio al
aplicarse luz con una mayor frecuencia, la corriente era de mayor valor, lo que hacía notar
que eran más los electrones liberados y por tanto más la energía que portaban los fotones
constituyentes de dicha luz. Científicos que habían trabajado sobre el tema pasaron por
alto este hecho, sin embargo Einstein no lo hizo logrando así conseguir llevarse el premio
Nobel en 1921. Esto nos lleva a plantearnos algunos interrogantes, ¿es posible que toda
onda tenga propiedades de partícula? y si es así ¿cómo definimos las diferencias entre
onda y partícula?, ¿es realmente la energía transmitida por las distintas formas de ondas
independiente de algún tipo materia que la porte?.
Las ondas como tales, se producen gracias al movimiento armónico oscilatorio de
partículas al interior de una material. Entonces, así como la luz posee partículas que se
encargan de “llevar” la energía producida, el resto de aquellos comportamientos que
relacionamos más con comportamientos ondulatorios pueden igualmente poseer
partículas diminutas parecidas a los fotones. Según lo planteado por Einstein, la energía
es directamente proporcional a la frecuencia de onda, con la característica de que dicha
onda es considerada electromagnética. ¿Podrán ondas como las mecánicas, por poner un
ejemplo, de igual manera poseer partículas que se encarguen de portar esa energía
producida internamente en la vibración de aquellas partículas del material de donde se
originó la onda?. El hecho de haber deducido que la luz actúa como un corpúsculo y a la
vez como una onda, de igual manera como lo hacen el resto de ondas electromagnéticas,
nos lleva a pensar en que posiblemente se tenga una relación más estrecha entre ondas y
partículas.
Todo esto apunta a una sola tendencia, unificar el concepto de onda y partícula. Entonces
podemos pensar en las ondas como un conjunto de un tipo de partículas especiales
derivadas de la perturbación de un medio en el que se ven involucradas varias partículas
de mayor tamaño. La experiencia nos muestra que las ondas son productos del cambio
de condiciones dentro de cierta “materia”, como el movimiento de partículas en conjunto,
causado por diversas situaciones como fuerzas o temperatura simplemente. No sería
descabellado pensar en que existan partículas mucho más pequeñas que las hasta ahora
conocidas, las cuales sean el producto del movimiento de las partículas de un material,
las cuales a su vez sean características del tipo de material y la causa de la onda, y que a
su vez cumplan estrictamente la función de desplazarse portando una energía
dependiente de la vibración de las partículas de mayor tamaño. Se puede comparar esta
situación con la de un choque de dos cuerpos, donde existe indudablemente una
perturbación tanto en un cuerpo como en el otro, así como en el medio que los rodea,
estos cuerpos, si la energía es suficientemente grande puede ocasionar desprendimientos
pequeños de partes de ambos cuerpos, los cuales por estar en movimiento portarán
energía. Entonces, la transformación de energía ya no queda como algo tan conceptual,
sino como la acción de interacción directa de partículas supremamente diminutas. Las
distintas “formas” que puedan formarse a partir de ello, conformarían los diferentes tipos
de energía conocidos.
De manera similar, se puede pensar en una unificación onda-partícula, ya no como se
planteó anteriormente, sino de forma inversa. De nuevo recurrimos a la experiencia como
herramienta. En muchas ocasiones vemos como ondas mecánicas o electromagnéticas
afectan físicamente cuerpos, como si lo que actuara no fueran simplemente ondas, sino
partículas. Entonces, es posible que todo lo que logramos sentir concluyendo que es algo
tangible puede ser una la suma de formas de ondas en interferencia con una frecuencia lo
suficiente alta que puede lograr percibirse como algo físico. Así todo cambio en la materia
que apreciamos y las distintas formas de ésta que conocemos tienen características
ondulatorias especiales y características de cada cuerpo (amplitud, periodo, frecuencia,
longitud de onda).
Vemos como la respuesta a una pregunta no crea simplemente solución a un problema,
sino que se encarga de abrir muchas más inquietudes donde entra a jugar la imaginación
y análisis de cada ser humano, con el fin de que su nuevo descubrimiento pueda ser
aplicado a la satisfacción de necesidades de la especie, para el caso, aquellas que
apuntan a la creación de nuevas tecnologías.
WEBGRAFIA:

http://es.wikipedia.org/wiki/Dualidad_onda_corp%C3%BAsculo

http://portales.educared.net/wikiEducared/index.php?title=Energ%C3%ADa_e
_intensidad_de_las_ondas

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_fotoel%C3%A9ctrico