Dualidad Onda-Partícula. De la certeza a la interpretación.

Existe un experimento que removió conceptos bien asentados en la física tradicional. Fue el experimento de la doble rendija.

Hasta ese momento, los electrones eran definidos como partículas, entes individuales con cierta masa y con trayectorias definidas. La luz en cambio se caracterizaba por comportarse como una onda, una perturbación del campo, con masa cero y la ya conocida velocidad de 300.000 km/s en el vacío.

La física tradicional conocía que si una partícula golpea contra un muro que tiene un agujero, si consigue pasar por el agujero, golpeará en la pared contraria en un lugar concreto. Si pasan muchas, incidirán en muchos sitios, todos cercanos, pero siempre podremos asociar el impacto a una trayectoria determinada y predeterminada por su ángulo de salida, su velocidad, etc. Si el muro tiene dos agujeros, es de esperar que el resultado sea semejante, dos zonas concretas de la pared en donde inciden las partículas según pasen por uno u otro agujero

También se sabía, gracias a Young, que cuando la luz pasa por un muro con un agujero, se produce un resultado tal que vemos el punto central más iluminado y según nos alejamos de él la intensidad disminuye. Igual que cuando iluminamos con una linterna, que vemos la parte central más iluminada.
Pero cuando la luz pasa por dos agujeros, por las leyes de las interferencias de ondas, se producen máximos y mínimos de intensidad y aparecen bandas de luz y oscuridad sucesivas, como se ve puede ver en esta figura.

Hasta aquí todo eran certezas. Ahora bien, llegamos al siglo XX y se les ocurre utilizar electrones (unas bonitas párticulas hasta ese momento) para que pasasen por una doble rendija y se observó lo siguiente:



Se observa que los electrones, aún emitiéndose uno a uno, reproducen un cuadro de interferencias como el que producen las ondas de luz. Lo primero que se pensó es: revisemos los modelos y caractericemos a los electrones no como partículas sino como ondas.

Pero lo sorprendente ocurrió cuando se repitió este experimento, esta vez intentando observar por qué agujero pasaban los electrones antes de que incidiesen en la pared. Para ello se colocó un detector antes del muro. Cuando se producía la observación, el patrón de impactos en la pared era el previsto para el caso de las partículas: dos zonas de impacto diferenciadas.

Es decir: si se deja el fenómeno solo, el resultado es el producido por una onda. Si se observa el fenómeno, el resultado se asemeja al producido por una partícula.

Por ello se empezó a hablar de la dualidad onda-partícula. Los electrones no son ni onda ni partícula sino que se comportan como onda en unos casos y como partícula en otros. Y lo más importante: El observador interviene en el objeto observado.

Todo esto ocurrió a principios del siglo XX.  Nietzsche y Marx habían muerto ya. Freud hacía veinte años que había publicado “la interpretación de los sueños”. La ciencia certera y, sobre todo, objetiva, se tambaleaba. De ahí que en este estupendo video se hable del “infame” experimento de la doble rendija. Es muy bueno:

COROLARIO:
¿Y qué hacer con todo esto? Ya lo dijo Sheldon en el capítulo piloto de The Big Bang Theory: