Angel "Java" Lopez en Blog

Publicado el 10 de Mayo, 2015, 17:18

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Comencemos nuestro camino investigando la luz. Cuando Newton estudió la luz, descubrió que la luz blanca es en realidad una mezcla de colores. Separó la luz blanca usando un prisma, en varios colores, pero cuando tomó la luz de un color, digamos roja, y la volvió a pasar por otro prisma, ya no obtuvo más colores. Algo en el prisma toma los colores y los separa, y esa propiedad que tiene la luz emergente se conserva hasta llegar al otro prisma, lo cual suena razonable. Es como que el prisma filtra la luz por alguna propiedad permanente, que no va cambiando con el tiempo. Los colores que encontró Newton se pueden llamar entonces puros (en realidad esa luz se puede separar más apelando a la polarización, ver algunos conceptos en La polarización del fotón, por Dirac).

Cuando hablamos de la luz, en esta serie de posts, no es sólo de la luz que podemos ver, de rojo a azul. La luz visible ha resultado ser sólo una parte de la radiación electromagnética, y corresponde a un rango de frecuencias. De hecho, los colores son la forma que tenemos de diferenciar las frecuencias en nuestros sentidos. No podemos ver la luz ultravioleta, pero afecta igual a las placas fotográficas. Es luz, solamente que su frecuencia es invisible a nuestros sentidos. Si seguimos explorando otras frecuencias, nos encontramos con rayos X, rayos gamma, y más. Si en vez de seguir más allá del azul, bajamos la frecuencia desde el rojo, encontramos luz infrarroja, ondas de televisión, y ondas de radio. Todas son "luz". Podemos usar la luz roja para muchos ejemplos, pero la teoría de la electrodinámica cuántica se extiende a todo el espectro de frecuencias.

Newton pensaba que la luz estaba constituída por partículas (él las llamaba corpúsculos) y el tiempo le dio la razón, aunque las razones que usó eran erróneas. Ahora sabemos que la luz está compuesta de partículas porque hemos conseguido construir y operar instrumentos delicados, donde detectamos la luz que incide. Cuando la luz llega al aparato, se producen "clicks". Cuando la luz disminuye, se producen menos "clicks". Pero por más que disminuya la luz, nunca se produce o detecta "medio click". Este es el gran descubrimiento de la física cuántica. Entonces, la luz es como gotas de lluvia, y todas las gotas de la luz de un color puro, son del mismo "tamaño".

El ojo humano es un gran instrumento. Con sólo cinco o seis fotones que reciba se activa una célula y se envía un mensaje al cerebro. Pero si hubiera sido más sensible, hubiéramos detectado la luz fotón a fotón, y no nos asombraría el hecho de que la luz son partículas.

En el próximo post, veremos cómo es posible detectar un fotón simple. Es importante la descripción, porque sino siempre queda como algo no bien explicado en la divulgación científica. Recordemos que una cosa es la teoría (el modelo propuesto) y otra los experimentos. Tenemos que examinar este experimento de "detectar un solo fotón" por vez.

Principal fuente: el excelente libro de Richard Feynman, "QED: the strange theory of light and matter"

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Por ajlopez, en: Ciencia