Dualidad onda partícula

Para explicar la radiación térmica Planck tuvo que suponer que la radiación (y la luz en general) tenía propiedades de partícula, por lo menos en ciertas circunstancias. Pero los físicos sabían bien que la luz se comportaba como una onda. ¿Qué era entonces la luz? ¿Onda o partícula?

¿No podría ser las dos cosas?

En la física de antes de la mecánica cuántica (llamada física clásica) ondas y partículas son cosas muy distintas. Vamos a ver por qué.

SUPERPOSICIÓN

UNAS OLAS QUE VIAJAN EN DIRECCIONES DISTINTAS SE ENCIMAN EN ESTA PLAYA. LAS ONDAS PUEDEN PASAR UNAS SOBRE OTRAS (SUPERPONERSE) SIN ALTERARSE.

INTERFERENCIA

ONDAS EN EL AGUA PRODUCIDAS
POR DOS FUENTES DISTINTAS. LAS ONDAS PASAN UNAS SOBRE OTRAS.
EN LAS REGIONES DONDE SE CRUZAN, PUEDEN SUMARSE O RESTARSE. SI EN UN PUNTO COINCIDEN LA CRESTA DE UNA ONDA CON EL VALLE DE OTRA, EL RESULTADO ES QUE SE ANULAN.

OBSERVA EN ESTA FOTO LAS REGIONES DONDE NO SE VEN ONDAS (FORMAN UNAS ESPECIES DE RAYOS QUE SALEN DE LAS FUENTES). DOS ONDAS ENCIMADAS PUEDEN DAR POR RESULTADO CERO ONDAS.

DIFRACCIÓN

LAS ONDAS QUE PASAN POR EL CANAL HACIA LA LAGUNA SE ABREN EN ABANICO AL SALIR DEL OTRO LADO. LAS ONDAS PUEDEN RODEAR OBSTÁCULOS Y DEFORMARSE AL CRUZAR LA PARED.

	¿QUÉ PASARÁ CUANDO EL TACO GOLPEE LA BOLA? LAS PARTÍCULAS, COMO ESTAS BOLAS DE BILLAR, NO SE PUEDEN SUPERPONER NI PASAR UNAS A TRAVÉS DE OTRAS COMO LAS ONDAS

LAS PARTÍCULAS, COMO ESTAS CANICAS, SÓLO SE SUMAN, PERO NO SE PUEDEN ANULAR COMO LAS ONDAS. NUNCA SUCEDE QUE AÑADIENDO CANICAS SE OBTENGA CERO CANICAS.


CUANDO SE ENCUENTRAN, LAS PARTÍCULAS REBOTAN Y SE DESVÍAN, PERO NO RODEAN EL OBSTÁCULO NI SE DEFORMAN COMO LAS ONDAS AL DIFRACTARSE.

Las ondas y las partículas no se parecen nadita.

Sin embargo, Planck y Einstein descubrieron que la luz se comporta como onda en ciertas circunstancias y como partícula en otras. En 1924 Louis de Broglie, un físico que además era príncipe, hizo una interesante sugerencia en su tesis doctoral. Si las ondas podían comportarse como partículas, ¿no podrían también las partículas comportarse como ondas? Para probarlo propuso un experimento: usar partículas llamadas electrones y ver si podían superponerse y difractarse como las ondas.

EXPERIMENTO DE BROGLIE.

USANDO ELECTRONES EN VEZ DE ONDAS SE OBTIENE UN PATRÓN CARACTERÍSTICO DE LA DIFRACCIÓN. ESTOS BONITOS ANILLOS MUESTRAN QUE LOS ELECTRONES-PARTÍCULAS- SE PUEDEN DIFRACTAR COMO LAS ONDAS.


Una idea central importantísima de la mecánica cuántica es que ondas y partículas no son opuestos, sino las dos caras de una realidad más compleja. ¿Cómo puede algo ser a la vez onda y partícula? Nadie sabe por qué ocurre. Sólo sabemos que ocurre. No te preocupes si te parece difícil de entender: los físicos tampoco lo entienden bien. La naturaleza cuántica de las cosas es muy extraña.