Dualidad onda-partícula

1. La dualidad onda-partícula se refiere a la doble naturaleza de la luz y la materia a nivel cuántico.
   
   Se podría decir que el debate comenzó en el siglo XVII con las teorías contrapuestas de Christiaan Huygens e Isaac Newton. Las observaciones de Huygen lo llevaron a una teoría ondulatoria de la luz, mientras que las observaciones de Newton apoyaron una teoría corpuscular o de partículas. La preeminencia de Newton como la mente líder en asuntos relacionados llevó al dominio de su teoría.
   
   Con el tiempo, las investigaciones posteriores en los siglos XIX y XX proporcionaron un apoyo convincente a ambas teorías: se descubrió que la luz se comportaba tanto como una partícula como una onda, una característica compartida por los constituyentes de la materia sólida (electrones, átomos y moléculas).
   
   La teoría de la onda fue fuertemente apoyada y continuada en la óptica durante más de 100 años. Sin embargo, en la química la estructura atómica de la materia permitía comprender las leyes moleculares de proporciones definidas. En la física, las teorías atómicas llevaron al desarrollo de la interpretación de numerosas propiedades de los sólidos, los líquidos y los gases, incluida la teoría cinética de los gases y la constitución atómica de la electricidad (por ejemplo, los trabajos de J. J. Thomson en 1899) y el uso de los electrones por parte de H. A. Lorentz en la teoría de la interacción de la materia con la radiación electromagnética.
   
   El experimento de la doble rendija de Thomas Young en 1803 indicó claramente que la luz tiene características de onda. Luego, en 1924, el príncipe Luis-Víctor de Broglie (1892-1987) presentó una hipótesis que planteaba las características ondulatorias de las partículas con pequeñas masas en reposo, como los electrones, y sugería que una relación de longitudes de onda se aplicaba también a otras partículas con masa en reposo no nula. La hipótesis de DeBroglie, apoyada inequívocamente por las investigaciones de Davisson y Germer en 1927 sobre la difracción de haces de electrones por cristales de níquel, estableció firmemente la teoría de la mecánica de ondas que subyace a la actual comprensión de la naturaleza ondulatoria de la materia. En 1926, la ecuación de onda de Erwin Schrödinger (1887-1961) describió el comportamiento de los electrones y otras partículas empleando conceptos de onda.
   
   Los trabajos sobre la base teórica de la naturaleza de partícula de la radiación recibieron apoyo cuando la estructura granular de la luz y otros tipos de radiación se confirmó con el descubrimiento del efecto fotoeléctrico: Los rayos X o la luz que inciden en la materia sólida dan lugar a la emisión de electrones de esa materia, lo que muestra una relación directa entre la energía de los electrones y la frecuencia de la radiación incidente (la radiación que incide en la materia sólida). La explicación posterior de este fenómeno condujo a la teoría de los cuantos de luz de Albert Einstein propuesta en 1905. En 1922, Arthur Compton observó e informó de lo que ahora se llama el efecto Compton, estableciendo la naturaleza de partícula de la luz: los fotones. En 1927 Dirac cuantizó el campo electromagnético, colocando así a los fotones (cuantos de luz) sobre una firme base teórica.
   
   
   
   Los impactos de partículas hacen visible el patrón de interferencia de las ondas (como en el experimento de Young, por ejemplo). CC

Física y química

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