El experimento de doble rendija es uno de los experimentos más conocidos en la historia de la física. Propuesto por primera vez por el físico Thomas Young de principios del siglo XIX, este experimento es deliciosamente simple en su configuración, pero engañosamente complejo en lo que nos dice sobre el mundo.
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Si bien la luz puede comportarse como una partícula, el experimento de doble rendija fue utilizado originalmente por Young para mostrar que la luz también puede comportarse como una onda. Si necesita una actualización del experimento, puede ver una versión aquí:
Otras versiones del experimento de doble rendija que usaban electrones, o incluso moléculas químicas más grandes, mostraron que incluso estos objetos menos efímeros pueden crear patrones de interferencia en forma de onda.
No fue sino hasta principios del siglo XX que los físicos que trabajaban en el nuevo campo de la mecánica cuántica llegaron a la explicación que aún se mantiene hasta el día de hoy: la dualidad onda-partícula. La teoría sostiene que, en algunos sentidos, la luz, los electrones y otras cosas pequeñas pueden comportarse como una onda y como una partícula. Durante casi cien años, los principios de la física cuántica establecidos por algunos de los nombres más importantes en física (Einstein, Bohr, Planck y otros) se han utilizado para explicar los extraños resultados de Young y otros experimentos similares. Sin embargo, persistir en el fondo ha sido otra explicación de cómo funciona el mundo, y según la revista Quanta, la investigación de laboratorio reciente está causando que algunos físicos echen un segundo vistazo a los fundamentos de la física cuántica.
Según las nociones modernas de la física cuántica, en las escalas más pequeñas, en el ámbito de los electrones, fotones y quarks, el mundo no es obvio, directo y determinista. Más bien, el mundo es una de las probabilidades. Los electrones parecen existir en una nube de posibilidades, que habitan en un área pero no en un espacio en particular. No es hasta que ves que este aura de probabilidad se derrumba y el electrón habita en un lugar en particular.
Para algunas personas, tal interpretación probabilística del mundo es simplemente desconcertante. Para otros, sin embargo, la interpretación probabilística parece innecesaria desde una perspectiva científica. Podría haber otra forma de explicar el comportamiento extraño visto en el experimento de doble rendija que no se convierte en la rareza probabilística habitual de la mecánica cuántica, dice la revista Quanta .
Conocida como la "teoría de la onda piloto", esta línea de pensamiento dice que, en lugar de que los electrones y otras cosas sean tanto cuasi partículas como cuasi ondas, el electrón es una partícula discreta que es transportada por una onda separada. De qué está hecha esta ola, nadie lo sabe. Pero la investigación experimental reciente muestra que, en el laboratorio, las partículas transportadas por las ondas exhibirán muchos de los mismos comportamientos extraños que se pensaban que eran exclusivos del dominio de la mecánica cuántica (como se ve en el video anterior).
No poder explicar qué es la onda es un problema, pero también lo es la aleatoriedad inherente de la física cuántica moderna.
El beneficio de la teoría de la onda piloto es que, si se desarrolla, permitiría a los físicos explicar cosas que suceden incluso en los tamaños más pequeños con las mismas reglas que se aplican a los objetos más grandes. Este no es el caso de la mecánica cuántica, donde diferentes conjuntos de reglas parecen aplicarse para objetos pequeños y para objetos más grandes.
La teoría de la onda piloto se lanzó por primera vez a principios del siglo XX cuando las ideas de la física cuántica todavía se estaban estableciendo, pero nunca se dieron cuenta. Durante mucho tiempo, la idea se desvaneció de la moda, pero los nuevos experimentos, dice Quanta Magazine, significa que la teoría de la onda piloto está volviendo, al menos en algunos círculos.
Video: Los investigadores del MIT Daniel Harris y John Bush muestran cómo se puede hacer que una bola de petróleo se comporte como un electrón.
