Ya, en serio, ¿Qué es la Luz?

La luz es de las entidades más enigmáticas y fascinantes del Universo.

Una “sustancia” que ha costado muchos siglos entender, con idas y venidas: ¿es

la luz una onda o es un conjunto de partículas?

Hoy quiero enseñaros que la realidad es más complicada.

Agarraos porque empieza un viaje por la óptica, el electromagnetismo, y el extraño mundo

de la cuántica; al corazón de lo luminoso.

Así que no perdamos el tiempo…

Y empecemos por el sr.

Newton.

Newton después de jugar con sus prismas lo tenía claro: los rayos de luz estaban compuestos

por partículas.

Lo de “rayos”: el concepto de la luz como “algo que viaja en línea recta” se remonta

a los antiguos griegos, pero fue Alhazen el primero en darse cuenta de que los rayos de

luz emanan de los objetos brillantes, golpean los objetos a nuestro alrededor, se meten

en nuestros ojos y gracias a eso los vemos.

Para Newton, estos rayos eran realmente chorrazos de partículas.

Los colores también eran fáciles de explicar así: diferentes colores, diferentes partículas

con distinta masa.

El rojo tendría mucha masa y por eso el cristal no era capaz de torcer su trayectoria, mientras

que el violeta, más liviano, sí que cambiaría.

Esta visión de la luz se mantendría en pie durante casi un siglo porque…

bueno.

Cualquiera le chistaba a Newton.

Pero ya contemporáneos suyos, como Huygens, veían algún problema...

Os lo enseño.

Imaginad que tuvieramos un orificio que pudieramos regular de tamaño.

Apagamos las luces y enchufamos una linterna al orificio.

Pregunta: si hago el agujero más pequeño, ¿qué deberíamos ver al otro lado, proyectado

en la pared?

Si Newton tuviera razón, y la luz fuera un chorro de partículas, al hacer el hueco más

pequeño estarían pasando menos partículas por lo que la proyección debería ser pequeñita.

Sin embargo, a medida que uno empieza a hacer pequeña la abertura vemos como en cierto

punto se empieza a agrandar la proyección.

Explicar por qué pasa esto con partículas es un problemón, pero es sencillo si pensamos

en la luz como una onda.

Una onda que se está difractando; pasa por la abertura y después se esparce por el espacio.

Este es uno de muchos experimentos que se llevaron a cabo entre el siglo XVIII y el

siglo XIX y que dejaron claro que la luz tenía comportamiento de onda.

Otro clásico: la Doble Rendija de Young.

Pasa un haz de luz por dos rendijas y verás cómo, en vez de dos franjas en la pantalla,

encuentras un montón de franjas consecutivas.

Estamos viendo una onda sumándose en ciertas zonas y cancelándose en otras.

¿Pero una onda de qué?

Al igual que una ola es una onda en el agua del mar, ¿cuál es el medio en el que la

luz ondula?

Este problema fue resuelto por físicos trabajando en un campo totalmente diferente: el de los

fenómenos eléctricos y magnéticos.

Faraday y compañía tenían un problema similar: cargas e imanes se atraían y se repelían

sin la necesidad de tocarse, sin algo entre medias que transmitiera la fuerza.

Eso les hizo pensar que era necesario un hilo de comunicación, un medio.

Así es cómo plantean la existencia de los campos eléctrico y magnético.

Estudiando qué física debían obedecer estos campos, se dieron cuenta de que los dos estaban

conectados.

Si el campo eléctrico cambiaba en el tiempo eso perturbaba el campo magnético a su alrededor.

A su vez, si un campo magnético cambiaba en el tiempo, eso perturbaba el campo eléctrico

a su alrededor.

Si queréis saber la manera precisa en la que esto sucede, os recomendamos este vídeo

que hicimos.

Esta “influencia mutua” de los campos eléctrico y magnético, le dio a Maxwell

una idea brillante: si un cambio en el campo eléctrico genera un cambio en el magnético,

entonces esa variación debería generar un cambio en el campo eléctrico.

Y él, a su vez, debe responder con un cambio en el campo magnético.

Y como si de una reacción en cadena de tratara, una perturbación se propagaría en este tandem

electromagnético, igual que una ola en el mar.

El puntapié final fue que, cuando calculó la velocidad de esta perturbación, descubrió