Historia de la luz (II)
miércoles 15 de abril de 2015 - 12:45 CEST
Albert Einstein en el s. XX encuentra la respuesta al dilema onda-partícula, estableciendo que la luz tiene un comportamiento dual.
La teoría ondulatoria resurge a principios del siglo XIX con los experimentos de Young, Arago y Fresnel dando cuenta de nuevos fenómenos difícilmente explicables por la teoría corpuscular de Newton como la interferencia, la difracción o la polarización.
James Clerk Maxwell unifica estos fenómenos en una teoría. Sus ecuaciones predicen que la oscilación de una partícula cargada produce ondas de naturaleza electromagnética, que se propagan a la misma velocidad que la luz. Ello le hace razonar que ésta tiene naturaleza electromagnética y solo se diferencia de aquellas en su longitud de onda. (Tratado de Electricidad y Magnetismo, 1873)
Esta teoría demoró en ser aceptada por los físicos, que se resistían a abandonar el modelo mecanicista, hasta que Heinrich Hertz fue capaz de generar y detectar experimentalmente estas ondas, probando la certidumbre de las predicciones de Maxwell. (Ondas Electromagnéticas, 1892).
Hoy día la transmisión a través de ondas invade nuestras vidas y es el motor del actual desarrollo de las comunicaciones.
A pesar el éxito, a finales del siglo XIX todavía había fenómenos no explicados, como el efecto fotoeléctrico descubierto precisamente por Hertz. Es Albert Einstein quien dio respuesta en 1905 a este dilema, utilizando la cuantización de la energía formulada por Planck en 1900, lo que le valió el premio Nobel en 1921.
Así la teoría corpuscular de la luz resucita bajo una nueva forma, en la cual los cuantos energéticos son verdaderos corpúsculos de luz a los que luego se bautizará con el nombre de fotones.
Ello da origen a la teoría cuántica de la luz, la cual asume que ésta tiene naturaleza dual, es decir, tiene aspectos ondulatorios y corpusculares de forma simultánea. Como señala Stephen Hawking: “La teoría de la mecánica cuántica está basada en una descripción matemática completamente nueva, que ya no describe al mundo real en términos de partículas y ondas; sólo las observaciones del mundo pueden ser descritas en esos términos” (Breve Historia del Tiempo, 1988)
La teoría cuántica de la luz ha permitido un conocimiento profundo de la estructura de la materia, de gran influencia en nuestro universo actual, siendo la base de innumerables innovaciones tecnológicas como la emisión láser y los dispositivos móviles.
Estos descubrimientos científicos realizados por mentes preclaras han propiciado un gran desarrollo tecnológico y científico, pero esto no ha terminado. Sólo hace falta una observación no explicada para reinventar de nuevo la Física y alumbrar una nueva teoría sobre la luz.
