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El experimento de la doble rendija de Thomas Young

Thomas-Young.jpg iStockphoto/Thinkstock

Uno de los experimentos más bellos y sorprendentes es el experimento de la doble rendija de Thomas Young. En el se observa que la materia es indeterminista y es afectada por nuestra observación.

La naturaleza ondulatoria de la luz pudo ser probada mediante un experimento conocido como de la doble rendija, ideado por Thomas Young. Imagina la siguiente escena: estás parado frente a un estanque con agua, y dentro hay dos placas metálicas, la primera tiene una ranura en el centro y más adelante hay una segunda placa pero con dos ranuras.

Agitamos el agua antes de la primera placa, y se empiezan a formar ondas, estas viajan a través del agua y atraviesan la primera placa sin nada extraordinario, posteriormente pasan a través de la segunda placa y al cruzar las dos rendijas se empiezan a formar una gran cantidad de ondas, estas ondas se interceptan entre sí. Algunas veces se refuerzan al unirse dos crestas pero a veces se anulan al chocar una cresta con un valle (la parte alta de la honda con la parte baja). Si pusiéramos una pantalla que pudiera reflejar el impacto de estas ondas sobre ella, veríamos que se generan varias rayas verticales, con puntos claros y obscuros que se conoce como patrón de interferencia.

Experimento-de-la-doble-rendija.jpg Joonasl/Wikimedia

Ahora repitamos el experimento pero con una variación, en vez de agua vamos a disparar pelotitas con pintura fresca y al final de la segunda placa estará colocada una pared. Al empezar a disparar las pelotitas pasan dos cosas: o rebotan en la placa o cruzan a través de las rendijas. Al final en la pared podremos observar dos líneas formadas por las pelotitas que cruzaron a través de las dos rendijas.

El experimento de Young y el patrón de interferencia

Thomas Young por medio de este experimento comprobó que la luz tiene naturaleza ondulatoria ya que se formaba un patrón de interferencia en una placa fotosensible colocada al final de las dos placas. Sin embargo algo extraño ocurre cuando utilizamos electrones.

Si repetimos el experimento ahora disparando muchos electrones (partículas de materia), vemos que se genera un patrón de interferencia, pero ¿cómo es posible?, los científicos pensaron que los electrones chocaban entre sí, así que repitieron el experimento ahora disparando electrones uno por uno, sin embargo el patrón de interferencia volvió a presentarse. Asombrados decidieron observar a las partículas justo antes de pasar por las dos rendijas, pero algo extraño ocurrió, el patrón de interferencia desapareció y en su lugar se formaron dos líneas solamente, es decir, el electrón se comportó como materia esta vez.

De esta manera quedó demostrada la naturaleza dual onda-partícula de las partículas subatómicas. Sin embargo lo más asombroso era observar como esta cambiaba su naturaleza con el simple hecho de observarla, como si el electrón tuviera conciencia de que alguien lo estaba observando y decidiera entonces comportarse de manera diferente, tal vez toda la materia está conectada de alguna manera.

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3 Comentarios

Exactamente, tal vez "toda" la materia está conectada, lo que significa que la pantalla de fondo también debería estarlo. Siempre se piensa en cada electrón lanzado como algo aislado, pero es evidente que un detector lo modifica y entonces la pantalla de fondo también podría hacerlo. Se puede plantear como una infinidad de partículas con una cierta probabilidad de capturar a los electrones, que dependerá de la posición de cada partícula en la pantalla.

Por otra parte, la interacción del electrón con las partículas de la pantalla debería ser la superposición de sus funciones de onda, y entonces habrá partículas mejor posicionadas que pueden capturar al electrón por los dos caminos, estando en fase sus funciones de onda, pero otras no lo cumplirían y tendrían menor probabilidad. Las interferencias no serían del electrón consigo mismo sino entre las funciones de onda de las partículas de la pantalla. Esto es un planteamiento inverso pero explica lo mismo, excepto que no se difracta el electrón.

Además, explica por qué un detector junto una ranura modifica el resultado, ya que es evidente su mayor proximidad al electrón, y su función de onda perturbará por completo el mapa de probabilidades, de forma que el electrón no será desviado por las partículas de fondo, cuya superposición e interferencia con el electrón ha sido perturbada por el detector.

¿Alguien encuentra algún error en este planteamiento? Si no hubiera error, la interpretación estándar de la mecánica cuántica tendría mucho que revisar.

Jue, 2013-09-19 17:04

La materia de los electrones no es afectada por "nuestra" observación sino por la luz, que necesitamos para observar. Es decir, si hay luz encendida durante el experimento, la materia mencionada será afectada aunque no existan "observadores".

Dom, 2013-11-17 00:16

Los electrones no tienen conciencia, eso es algo estúpido e ilógico, lo que pasa es que al observar los electrones se requiere luz, luz que contiene fotones, fotones que alteran el comportamiento de los electrones de alguna forma física, pero si se apaga la luz, sin fotones no hay alteración del comportamiento normal de los electrones y por lo tanto tiende a su comportamiento onda-partícula.

Vie, 2014-03-07 23:55
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