Pintxo Cuántico: Dualidad onda-partícula

Dualite

Dualidad onda-partícula: Dícese de la propiedad complementaria de los objetos por la que muestran características de onda o de partícula dependiendo del experimento realizado sobre ellos. Las ondas y partículas a nivel de física clásica muestran comportamientos bien diferenciados y son fenómenos que denotan realidades diferentes. Sin embargo, en el mundo microscópico, ambos aspectos demuestran ser características complementarias de una misma realidad más esencial.

La  dualidad onda-corpúsculo fue introducida por Einstein a la hora de comprender el efecto fotoeléctrico. Einstein demostró que para explicar este efecto había que asumir una teoría corpuscular de la luz, en la que las partículas de luz, denominadas fotones, poseían una energía proporcional a la frecuencia de la onda electromagnética correspondiente E=hν. Más tarde, para explicar el efecto Compton, también se tuvo que asumir que la luz mostraba características de partícula, poseyendo un momento lineal inversamente proporcional a su longitud de onda p=h/λ. Conceptos de onda y de partícula quedaban así unidos en el análisis del fenómeno lumínico. Por último,  Louis de Broglie propuso extender esta dualidad a la materia, cuyo carácter ondulatorio quedó demostrada a través de la difracción de electrones en el experimento de Davidsson y Germer.

La dualidad también puede verse como una trampa de nuestro lenguaje aproximado a la hora de comprender partículas microscópicas. Nuestro lenguaje está creado para describir nuestra experiencia cotidiana, en las que las realidades de onda y partícula están bien diferenciadas, y por lo tanto está sesgado por nuestra experiencia. Así muestra sus límites para describir las partículas microscópicas que muestran comportamientos que concuerdan a veces con el comportamiento esperado para una onda, y otra veces, con el de una partícula. Las partículas cuánticas se propagan o viajan siguiendo una ecuación de ondas (un tanto extraña eso sí, ya que es una ecuación en números complejos), aunque se detectan como un todo, como una partícula localizada. De ahí que muestren patrones de interferencia, fenómeno típico de ondas, pero se absorban o transfieran su energía como un todo corpuscular. La dualidad así puede ser vista como una limitación de nuestro lenguaje.

No son las únicas limitaciones que muestra la cuántica, y los cuánticos en general, como ha sido “observado” por cualquier persona que haya asistido a un congreso de cuánticos. El documento gráfico aquí añadido así lo atestigua ;-):

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