Aquí hay un desglose:
* partículas: Piense en cosas como electrones, fotones o incluso átomos. Estas son entidades discretas y localizadas con masa (a excepción de los fotones).
* Waves: Estas son perturbaciones que viajan a través del espacio y el tiempo, caracterizados por su longitud de onda (distancia entre crestas) y frecuencia (con qué frecuencia se repiten).
El problema: La física clásica trató partículas y ondas como fenómenos distintos. Sin embargo, los experimentos a principios del siglo XX demostraron que las partículas pueden exhibir un comportamiento similar a las de las olas y viceversa.
Experimentos clave:
* Experimento de doble hendidura de Young: Cuando los electrones (o fotones) se disparan a una doble hendidura, crean un patrón de interferencia en una pantalla detrás de las rendijas, al igual que las olas. Este patrón es imposible de explicar si los electrones son simplemente partículas que viajan en líneas rectas.
* Compton dispersión: Cuando los fotones chocan con electrones, se comportan como partículas y transfieren impulso a los electrones, explicando el cambio observado en la longitud de onda.
La interpretación: Esta dualidad significa que las partículas y las ondas no son entidades separadas, sino más bien dos aspectos de la misma realidad fundamental.
Aquí está cómo pensar en ello:
* Las partículas tienen propiedades similares a la onda: Las partículas se pueden describir mediante funciones de onda, que son representaciones matemáticas de su probabilidad de ser encontrado en una ubicación particular. La longitud de onda de esta función de onda está relacionada con el impulso de la partícula.
* Las ondas tienen propiedades similares a partículas: Las ondas pueden exhibir propiedades como la energía y el momento, que generalmente se asocian con partículas.
Puntos importantes:
* No es una naturaleza dual, sino una unificada: Las partículas no son a veces ondas y a veces partículas. Siempre son ambos, pero sus aspectos de ondas o de partículas se vuelven más prominentes dependiendo del experimento.
* Probabilidad e incertidumbre: La función de onda describe la probabilidad de encontrar una partícula en una ubicación determinada. Esto implica que no podemos conocer simultáneamente tanto la posición como el impulso de una partícula con absoluta certeza, un principio conocido como el principio de incertidumbre de Heisenberg.
En esencia, la mecánica cuántica nos obliga a abandonar la visión clásica de las partículas y las ondas como entidades separadas. En cambio, debemos adoptar el concepto de dualidad de partículas de onda, donde ambos aspectos son esenciales para una comprensión completa del universo en las escalas atómicas y subatómicas.
