Universidad Nacional de Colombia -- Sede BogotáCUÁNTICA PARA TODOS Y PARA TODO

Nombre: Wilder Fitzgerald Guzmán Patiño - Código: 02223674

RELATORIA SOBRE CONFERENCIA: “MODELOS DE LA LUZ” (Germán Arenas Sicard)

Para comenzar, se plantea la pregunta fundamental sobre la cual han girado infinidad de discusiones, interpretaciones y Teorías: ¿Qué es la luz? La respuesta objetivista que daría un diccionario común y corriente seria que la luz “es la forma de energía radiante (radiación) que estimula los órganos de la visión; para el ojo humano normal tiene longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros y viaja a una velocidad cercana a 30 cm/nanosegundo”; pero dicha respuesta carece de funcionalidad en cuanto a la explicación de muchos comportamientos que tiene la luz. Es por ello, que el estudio de una gran parte de la física se ha centrado en tratar de proponer modelos (por modelo se entiende como una explicación capaz de predecir y arrojar resultados experimentales de cierto tipo de fenómenos) del comportamiento y la naturaleza de ésta.

El primer modelo de la luz fue conocido como el “modelo corpuscular” y fue planteado por Sir Isaac Newton (1642—1727). En tal idea, la luz esta compuesta por diminutos corpúsculos o partículas. Este exitoso, pero incompleto esquema, podía explicar a la perfección los fenómenos de reflexión (cambio de dirección de un haz de luz al incidir oblicuamente sobre una superficie) y refracción (cambio de dirección de un haz luminoso al cambiar el medio por donde se propaga), pero era incapaz de dar explicación a la interferencia (fenómeno en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de mayor o menor amplitud) y difracción (comportamiento característico de una onda al momento de atravesar un obstáculo, por ejemplo una rendija). De modo que luego se propuso el “modelo ondulatorio” de la luz (uno de sus principales postuladores, fue el científico ingles Thomas Young [1773—1829], famoso por su experimento de la doble rendija) en donde se considero a la luz como una onda y con ello, se pudieron explicar los comportamientos no expuestos por el modelo corpuscular.

Pero si la luz era una onda, ¿Por qué llegaba la luz del sol hasta la tierra, si se considera que una onda necesita de un medio material para poder propagarse y se sabe que entre la tierra y el sol sólo hay espacio vacío? Frente a este cuestionamiento, se propuso la existencia de un medio muy poco denso que llenaba todo el espacio: el “éter”. Por medio de este planteamiento, el modelo ondulatorio no se podía refutar y todo estaba claro. Pero, al cabo de un tiempo y diversos experimentos, se llegó a la conclusión de que dicho “éter” no existía y que la luz no era mas que una onda electromagnética; ésta no necesitaría de ningún medio para propagarse y además tenía una velocidad finita y conocida: 300.000 km/seg (gran parte de estas afirmaciones fueron aportadas por el físico alemán Albert Einstein [1979—1955]).

A pesar de que el “modelo electromagnético” era bastante completo y predictivo, también tenía fallas. Había algunas cosas que eran absurdas a los ojos de dicho modelo;

por ejemplo: según esta proposición, una vela encendida debería dar luz violeta, pero por experiencia se sabía que el color de este artilugio encendido era muy similar al amarillo. Afín a estas carencias de explicaciones científicas, Albert Einstein propuso que la luz estaba compuesta por una cantidad finita de paquetes de energía llamados fotones (con esto, quedaban cubiertas algunas de las grietas que el modelo electromagnético presentaba). Ahora bien, ¿Por qué había tantos modelos? Al cuestionamiento es valido afirmar, que la concepción del mundo y el conocimiento iban haciéndose mejores y mayores a medida que se educaban nuevos científicos y se hacían nuevos experimentos. Debido a estos avances en la física, se puso en manifiesto que la luz posee una doble naturaleza (dualidad onda-partícula), lo cual propone que la luz puede comportarse tanto como una onda o como una partícula. De modo que se puede decir que, a través de la historia, las distintas teorías y modelos de la luz han ido dando mejores y más completas explicaciones a sus distintos comportamientos. Aun así, no es valido afirmar que una teoría contiene la otra, porque cada una de ellas es complemento de las demás.

Por otro lado, si se mira la historia de forma general, se denotan dos grandes revoluciones científicas (cada una de ellas, relacionada en cierta manera con la luz): la primera fue la física estadística que describe cualquier fenómeno o sistema físico macroscópico a partir de las individualidades microscópicas del mismo; esta rama de la física además, se caracterizó por el movimiento Browniano, que hizo perceptible experimentalmente la existencia de los átomos. La segunda fue la física cuántica (también conocida como mecánica cuántica), la cual, a palabras muy generales (y si se quiere decir toscas), describe las interacciones entre las partículas subatómicas y da explicaciones a conceptos como la energía y la materia. Esta última teoría considera la dualidad onda-partícula de la luz como una implicación en ambos sentidos entre comportamientos ondulatorios y corpusculares, pues para ésta, la materia se puede comportar como onda y viceversa.Para terminar, se expone un pilar fundamental de la física cuántica que afirma cada uno de los fotones que componen un haz luminoso pueden estar en mas de un sitio al mismo tiempo. ¿Pero como es posible que algo pueda estar en más de un sitio simultáneamente? La respuesta a la vista de la física clásica seria un tono refutativo. Pero para la mecánica cuántica, de un fotón que en lanzado por una fuente luminosa solo podemos saber probabilidades y estas posibilidades solo pueden ser comprobadas mediante la observación.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

“Teoría cuántica”. Tomado el 9 de agosto de 2012 de: http://www.cienciapopular.com/n/Ciencia/Fisica_Cuantica/Fisica_Cuantica.php

Diccionario enciclopédico. Obtenido de: http://www.diccionarios.com/diccionarioenciclopedico/

“El experimento de la doble rendija”. Publicado el 4 de julio de 2005 y tomado el 9 de agosto de 2012 de: http://www.historiasdelaciencia.com/?p=78

“Recuperación y desarrollo del modelo ondulatorio”. Tomado de 12 agosto de 2012 de: http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Luz/Luz05.htm